第七章推理與證明第1課時合情推理與演繹推理

2022-01-02 03:24:46 字數 4261 閱讀 6694

答案:n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2

解析:等式右邊的底數為左邊的項數.

4. (選修12p29練習題3(2)改編)觀察下列等式:

+2=4;×2=4;+3=;×3=;+4=;×4=;…,根據這些等式反映的結果,可以得出乙個關於自然數n的等式,這個等式可以表示為

答案:+(n+1)=×(n+1)(n∈n*)

解析:由歸納推理得+(n+1)==,×(n+1)=,所以得出結論+(n+1)=×(n+1)(n∈n*).

5. 已知扇形的弧長為l,所在圓的半徑為r,模擬三角形的面積公式:s=×底×高,可得扇形的面積公式為________.

答案: rl

1. 歸納推理

(1) 歸納推理的定義

從個別事實中推演出一般性的結論,像這樣的推理通常稱為歸納推理.

(2) 歸納推理的思維過程大致如圖

―→―→

(3) 歸納推理的特點

① 歸納推理的前提是幾個已知的特殊現象,歸納所得的結論是尚屬未知的一般現象,該結論超越了前提所包容的範圍.

② 由歸納推理得到的結論具有猜測的性質,結論是否真實,還需經過邏輯證明和實踐檢驗,因此,它不能作為數學證明的工具.

③ 歸納推理是一種具有創造性的推理,通過歸納推理得到的猜想,可以作為進一步研究的起點,幫助人們發現問題和提出問題.

2. 模擬推理

(1) 根據兩個(或兩類)物件之間在某些方面的相似或相同,推演出它們在其他方面也相似或相同,這樣的推理稱為模擬推理.

(2) 模擬推理的思維過程

―→―→

3. 演繹推理

(1) 演繹推理是根據已有的事實和正確的結論(包括定義、公理、定理等),按照嚴格的邏輯法則得到新結論的推理過程.

(2) 主要形式是三段論式推理.

(3) 三段論的常用格式為

m — p(m是p)①

s-m(s是m)②

s — p(s是p)③

其中,①是大前提,它提供了乙個一般性的原理;②是小前提,它指出了乙個特殊物件;③是結論,它是根據一般原理,對特殊情況作出的判斷.

[備課札記]

題型1 歸納推理

例1 在各項為正的數列中,數列的前n項和sn滿足sn=.

(1) 求a1,a2,a3;

(2) 由(1)猜想數列的通項公式;

(3) 求sn.

解:(1) 當n=1時,s1=,即a21-1=0,解得a1=±1.∵ a1>0,∴ a1=1;

當n=2時,s2=,即a+2a2-1=0.

∵ a2>0, ∴ a2=-1.同理可得,a3=-.

(2) 由(1)猜想an=-.

(3) sn=1+(-1

已知數列滿足a1=2,an+1=(n∈n*),則a3a1·a2·a3·…·a2007

答案:- 3

解析:(解法1)分別求出a2=-3、a3=-、a4=、a5=2,可以發現a5=a1,且a1·a2·a3·a4=1,故a1·a2·a3·…·a2 007=a2 005·a2 006·a2 007=a1·a2·a3=3.

(解法2)由an+1=,聯想到兩角和的正切公式,設a1=2=tanθ,則有a2=tan,a3=tan,a4=tan,a5=tan(π+θ)=a1,….則a1·a2·a3·a4=1,

故a1·a2·a3·…·a2 007=a2 005·a2 006·a2 007=a1·a2·a3=3.

題型2 模擬推理

例2 現有乙個關於平面圖形的命題:如圖所示,同乙個平面內有兩個邊長都是a的正方形,其中乙個的某頂點在另乙個的中心,則這兩個正方形重疊部分的面積恒為.模擬到空間,有兩個稜長均為a的正方體,其中乙個的某頂點在另乙個的中心,則這兩個正方體重疊部分的體積恒為________.

答案:解析:在已知的平面圖形中,中心o到兩邊的距離相等(如圖1),即om=on.

四邊形opar是圓內接四邊形,rt△opn≌rt△orm,因此s四邊形opar=s正方形oman=a2.

同樣地,模擬到空間,如圖2.

兩個稜長均為a的正方體重疊部分的體積為a3.

已知橢圓具有性質:若m、n是橢圓c上關於原點對稱的兩個點,點p為橢圓上任意一點,當直線pm、pn的斜率都存在,並記為kpm、kpn,那麼kpm與kpn之積是與點p位置無關的定值.試對雙曲線-=1寫出具有類似特性的性質,並加以證明.

解:類似的性質為:若m、n是雙曲線:

-=1上關於原點對稱的兩個點,點p是雙曲線上任意一點,當直線pm、pn的斜率都存在,並記為kpm,kpn時,那麼kpm與kpn之積是與點p位置無關的定值.證明如下:

設點m的座標為(m,n),則點n的座標為(-m,-n),其中-=1.

又設點p的座標為(x,y),由kpm=,kpn=,得kpm·kpn=·=,

將y2=x2-b2,n2=m2-b2代入得kpm·kpn=.

題型3 演繹推理

例3 設同時滿足條件:①≤bn+1(n∈n*);②bn≤m(n∈n*,m是與n無關的常數)的無窮數列叫「特界」 數列.

(1) 若數列為等差數列,sn是其前n項和,a3=4,s3=18,求sn;

(2) 判斷(1)中的數列是否為「特界」 數列,並說明理由.

解:(1) 設等差數列的公差為d,

則a1+2d=4,3a1+3d=18,解得a1=8,d=-2,sn=na1+d=-n2+9n.

(2) 由-sn+1=

===-1<0,得綜上,數列是「特界」數列.

設數列滿足a1=0且-= 1.

(1) 求的通項公式;

(2) 設bn=,記sn=bk,證明:sn<1.

(1)解: 由題設-=1,

即是公差為1的等差數列.

又=1,故=n.所以an=1-.

(2) 證明: 由(1)得

bn===-,

sn=1. 觀察下列不等式:

1+<;1++<;1+++<;…;照此規律,第五個不等式是________.

答案:1+++++<

2. 觀察下列各式:a+b=1;a2+b2=3;a3+b3=4;a4+b4=7;a5+b5=11;…;則a10+b10

答案:123

解析:(解法1)由a+b=1;a2+b2=3得ab=-1代入後三個等式中符合,則a10+b10=(a5+b5)2-2a5b5=123.

(解法2)令an=an+bn,易得an+2=an+an+1,從而a6=18,a7=29,a8=47,a9=76,a10=123.

3. 在平面上,若兩個正三角形的邊長的比為1∶2,則它們的面積比為1∶4,類似地,在空間內,若兩個正四面體的稜長的比為1∶2,則它們的體積比為________.

答案:1∶8

解析:考查模擬的方法,==·=×=,所以體積比為1∶8.

4. (選修12p31練習題2改編)在平面幾何裡可以得出正確結論:「正三角形的內切圓半徑等於這正三角形的高的」.拓展到空間,模擬平面幾何的上述結論,則正四面體的內切球半徑等於這個正四面體的高的

答案:解析:運用分割法思想,設正四面體的高為h,底面面積為s,正四面體sabc的內切球的半徑為r,球心為o,鏈結os、oa、ob、oc,將四面體分成四個三稜錐,則vs abc=vo sac+vo sab+vo sbc+vo abc=sr+sr+sr+sr=sr=sh,所以r=h.

5. (2013·鎮江期末)觀察下列等式:×=1-,×+×=1-,×+×+×=1-,…,由以上等式推測到乙個一般的結論:對於n∈n

答案:1-

1. (2012·江西文)觀察下列事實|x|+|y|=1的不同整數解(x,y)的個數為4 , |x|+|y|=2的不同整數解(x,y)的個數為8, |x|+|y|=3的不同整數解(x,y)的個數為12 ….則|x|+|y|=20的不同整數解(x,y)的個數為________.

答案:80

解析:由已知條件,得|x|+|y|=n(n∈n*)的整數解(x,y)個數為4n,故|x|+|y|=20的整數解(x,y)的個數為80.

2. 若等差數列的公差為d,前n項的和為sn,則數列為等差數列,公差為.類似地,若各項均為正數的等比數列的公比為q,前n項的積為tn,則數列{}為等比數列,公比為________.

答案:解析:tn=bq,=b1()n-1.

3. 若乙個n麵體有m個面是直角三角形,則稱這個n麵體的直度為,如圖,在長方體abcda1b1c1d1中,四面體a1abc的直度為________.

答案:1

解析:n=4,m=4,==1.

4. 若p0(x0,y0)在橢圓+=1(a>b>0)外,過p0作橢圓的兩條切線的切點分別為p1、p2,則切點弦p1p2所在的直線方程是+=1.那麼對於雙曲線則有如下命題:

若p0(x0,y0)在雙曲線-=1(a>0,b>0)外,過p0作雙曲線的兩條切線的切點分別為p1、p2,則切點弦p1p2所在的直線方程是________.

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