選修1 2 文科 第二章第2節直接證明與間接證明

2021-05-06 15:22:45 字數 4466 閱讀 7630

【本講教育資訊】

一. 教學內容:

直接證明與間接證明

二. 重點、難點:

教學重點:了解直接證明的兩種基本方法:分析法和綜合法;了解分析法和綜合法的思考過程、特點.

了解間接證明的一種基本方法——反證法,了解反證法的思考過程、特點.

教學難點:分析法的證題格式與反證法的思想.

三. 基礎知識與基本方法

1、知識結構

2、綜合法

一般地,利用已知條件和某些已經學過的定義、定理、公理等,經過一系列的推理、論證,最後推導出所要證明的結論成立,這種證明方法叫做綜合法.特點:「由因導果」

綜合法用框圖表示為:.

3、分析法

一般地,從要證明的結論出發,逐步尋求推證過程中,使每一步結論成立的充分條件,直至最後,把要證明的結論歸結為判定乙個明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等)為止,這種證明的方法叫做分析法.

用框圖表示分析法的思考過程、特點.

得到乙個明顯成立的結論

4、反證法:

假設命題結論的反面成立,經過正確的推理,引出矛盾,因此說明假設錯誤,從而證明原命題成立,這樣的的證明方法叫反證法.

(1)反證法的思維方法:正難則反.

(2)反證法的基本步驟:

①假設命題結論不成立,即假設結論的反面成立;

②從這個假設出發,經過推理論證,得出矛盾;

③從矛盾判定假設不正確,從而肯定命題的結論正確.

(3)歸繆矛盾的途徑:

①與已知條件矛盾;

②與已有公理、定理、定義矛盾;

③自相矛盾.

(4)應用反證法的情形:

①直接證明困難;

②需分成很多類進行討論.

③結論為「至少」、「至多」、「有無窮多個」類命題;

④結論為「唯一」類命題;

【典型例題】

例1. 已知a、b、c不相等正,且abc=1,求證:.

法1:∵a、b、c不相等正,且abc=1,

∴ ∴成立

法2:∵a、b、c不相等正,且abc=1

∴∴成立例2. 如圖,對每個正整數,是拋物線上的點,過焦點的直線交拋物線於另一點.為拋物線上分別以與為切點的兩條切線的交點.

(1)求證 ∠ancnbn = 90

(2)求證點的縱座標是乙個定值,並求這個定值.

(3)若構成首項為3,公比為2的等比數列,求

證明:(1)對任意固定的因為焦點f(0,1),所以可設直線的方程為

將它與拋物線方程聯立得,

由一元二次方程根與係數的關係得……★

對任意固定的利用導數知識易得拋物線在處的切線的斜率

故在處的切線的方程為: ,……

類似地,可求得在處的切線的方程為:,……

又故∠ancnbn = 90

(2)又由-得:,

……將代入並注意得交點的縱座標為-1.

(3)由拋物線定義知, , ,又

故而由兩點間的距離公式得: 故故

所以,=

例3. 設拋物線y2=2px(p>0)的焦點為f,經過點f的直線交拋物線於a、b兩點,點c在拋物線的準線上,且bc∥x軸(如圖),證明直線ac經過原點o.

證明一:因為拋物線y2 =2px (p>0)的焦點為f (,0),

所以經過點f的直線的方程可設為;

代入拋物線方程得y2 -2pmy-p2 = 0,

若記a(x1,y1),b(x2,y2),則y1,y2是該方程的兩個根,

所以y1y2 = -p2.

因為bc∥x軸,且點c在準線x = -上,所以點c的座標為(-,y2),故直線co的斜率為.

即k也是直線oa的斜率,所以直線ac經過原點o.

證明二:如圖,記x軸與拋物線準線l的交點為e,過a作ad⊥l,d是垂足. 則ad∥fe∥bc.

鏈結ac,與ef相交於點n,則

,根據拋物線的幾何性質,,

∴,即點n是ef的中點,與拋物線的頂點o重合,所以直線ac經過原點o.

例4. 已知a>5,求證:.

證明:要證

只需證只需證

只需證只需證

因為成立.

所以成立.

例5. 如圖,sa⊥平面abc,ab⊥bc,過a作sb的垂線,垂足為e,過e作sc的垂線,垂足為f,求證af⊥sc.

證明:要證af⊥sc

只需證:sc⊥平面aef

只需證:ae⊥sc

只需證:ae⊥平面sbc

只需證:ae⊥bc

只需證:bc⊥平面sab

只需證:bc⊥sa

只需證:sa⊥平面abc因為:sa⊥平面abc成立

所以 af⊥sc成立

例6. 如圖:已知l1、l2 是異面直線且a、b∈l1,c、d∈l2,求證:ac,bd也是異面直線.

證明:假設ac,bd是共面直線,則a,b,c,d四點在同乙個平面β內,則a、b∈β,得 l1β,c、d∈β,得l2β,即l1 l2共面,與已知條件矛盾.

例7. a、b、c三個人,a說b撒謊,b說c撒謊,c說a、b都撒謊.則c必定是在撒謊,為什麼?

分析:假設c沒有撒謊,則c真,那麼a假且b假;

由a假,知b真.這與b假矛盾.

那麼假設c沒有撒謊不成立;

則c必定是在撒謊.

例8. 已知a≠0,證明x的方程ax=b有且只有乙個根.

證明:假設方程ax=b有兩個不等的實根x1,x2則ax1=b,ax2=b.則a(x1-x2)=0,則 a=0矛盾.

【模擬試題】(時間60分鐘,滿分100分)

一. 選擇題(每小題5分,共35分)

1、已知實數a, b滿足等式下列五個關係式

①0 其中不可能成立的關係式有

a. 1個b. 2個c. 3個d. 4個

2、函式的圖象如圖,其中a、b為常數,則下列結論正確的是( )

ab.cd.

3、已知的

a. 充分不必要條件b. 必要不充分條件

c. 充要條件d. 既不充分也不必要條件

4、實數a、b、c不全為0的條件是( ).

a. a、b、c均不為0b. a、b、c中至少有乙個為0;

c. a、b、c至多有乙個為0d. a、b、c至少有乙個不為0.

5、設m≠n,x=m4-m3n,y=n3m-n4,則x與y的大小關係為( ).

a. x>yb. x=yc. x6、下列表述:①綜合法是執因導果法;②綜合法是順推法;③分析法是執果索因法;④分析法是間接證法;⑤反證法是逆推法.正確的語句有( )個.

a. 2b. 3c. 4d. 5.

7、在函式的圖象上,其切線的傾斜角小於的點中,座標為整數的點的個數是( )

a. 3b. 2c. 1d. 0

二. 填空題(每小題5分共25分)

8、設函式是定義在r上的奇函式,且的影象關於直線對稱,則

9、△abc中,tana + tanb + tanc > 0,則△abc中銳角的個數為

10、如果數列的前n項和sn=2n2-3n,那麼這個數列是數列.

11、命題「△abc中,若∠a>∠b,則a>b」的結論的否定是 .

12、同住一間寢室的四名女生,她們當中有一人在修指甲,一人在看書,一人在梳頭髮,另一人在聽**.

①a不在修指甲,也不在看書      ②b不在聽**,也不在修指甲

③如果a不在聽**,那麼c不在修指甲 ④d既不在看書,也不在修指甲

⑤c不在看書,也不在聽**

若上面的命題都是真命題,問她們各在做什麼?

a在      b在       c在      d在   .

三. 解答題(共40分):

13、(滿分13分)用適當方法證明:已知:,求證:.

14、(滿分13分)設函式,

(1)若的解集為空集,求m的範圍.

(2)求證:中至少有乙個不小於.

15、(滿分14分)已知函式,當時,值域為,當時,值域為,…,當時,值域為,….其中a、b為常數,a1=0,b1=1.

(1)若a=1,求數列與數列的通項公式;

(2)若,要使數列是公比不為1的等比數列,求b的值.

【試題答案】

1、c2、c 3、a 4、d

5、a6、b 7、d

8、09、3

10、等差

11、a≤b

12、a在聽** b在看書 c在修指甲 d在梳頭髮

13、證明:∵,

14、解:(1)由的解集為空集,得

故m的範圍為

(2)因為

故 ……★,則

與★矛盾

中至少有乙個不小於.

15、解:⑴∵a=1>0,∴f(x)=ax+b在r上為增函式,

∴an=a·an-1+b=an-1+b,bn=bn-1+b(n≥2),

∴數列,都是公差為b的等差數列.

又a1=0,b1=1,∴an=(n-1)b,bn=1+(n-1)b(n≥2)

⑵∵a>0,bn=abn-1+b,∴,由是等比數列知為常數.

又∵是公比不為1的等比數列,則bn-1不為常數,

∴必有b=0.

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