高二數學期末單元檢測《推理與證明》

2022-12-26 06:45:02 字數 5142 閱讀 4008

一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)

1.根據偶函式定義可推得「函式f(x)=x2在r上是偶函式」的推理過程是(  )

a.歸納推理      b.模擬推理

c.演繹推理 d.非以上答案

解析:選c 根據演繹推理的定義知,推理過程是演繹推理,故選c.

2.自然數是整數,4是自然數,所以4是整數.以上三段論推理(  )

a.正確

b.推理形式不正確

c.兩個「自然數」概念不一致

d.「兩個整數」概念不一致

解析:選a 三段論中的大前提、小前提及推理形式都是正確的.

3.設a,b,c都是非零實數,則關於a,bc,ac,-b四個數,有以下說法:

①四個數可能都是正數;②四個數可能都是負數;③四個數中既有正數又有負數.

則說法中正確的個數有(  )

a.0 b.1

c.2 d.3

解析:選b 可用反證法推出①,②不正確,因此③正確.

4.下列推理正確的是(  )

a.把a(b+c)與loga(x+y)模擬,則有loga(x+y)=logax+logay

b.把a(b+c)與sin(x+y)模擬,則有sin(x+y)=sin x+sin y

c.把a(b+c)與ax+y模擬,則有ax+y=ax+ay

d.把(a+b)+c與(xy)z模擬,則有(xy)z=x(yz)

解析:選d (xy)z=x(yz)是乘法的結合律,正確.

5.已知f(x+1)=,f(1)=1(x∈n*),猜想f(x)的表示式為(  )

a.f(x)= b.f(x)=

c.f(x)= d.f(x)=

解析:選b f(2)=,f(3)=,f(4)=,猜想f(x)=.

6.求證:+>.

證明:因為+和都是正數,

所以為了證明+>,

只需證明(+)2>()2,展開得5+2>5,

即2>0,此式顯然成立,所以不等式+>成立.

上述證明過程應用了(  )

a.綜合法

b.分析法

c.綜合法、分析法配合使用

d.間接證法

解析:選b 證明過程中的「為了證明……」,「只需證明……」這樣的語句是分析法所特有的,是分析法的證明模式.

7.已知為等比數列,b5=2,則b1b2b3…b9=29.若為等差數列,a5=2,則的類似結論為(  )

a.a1a2a3…a9=29 b.a1+a2+…+a9=29

c.a1a2…a9=2×9 d.a1+a2+…+a9=2×9

解析:選d 由等差數列性質,有a1+a9=a2+a8=…=2a5.易知d成立.

8.若數列是等比數列,則數列(  )

a.一定是等比數列

b.一定是等差數列

c.可能是等比數列也可能是等差數列

d.一定不是等比數列

解析:選c 設等比數列的公比為q,則an+an+1=an(1+q).∴當q≠-1時,一定是等比數列;

當q=-1時,an+an+1=0,此時為等差數列.

9.已知a+b+c=0,則ab+bc+ca的值(  )

a.大於0 b.小於0

c.不小於0 d.不大於0

解析:選d 法一:∵a+b+c=0,∴a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc=0,∴ab+ac+bc=-≤0.

法二:令c=0,若b=0,則ab+bc+ac=0,否則a,b異號,∴ab+bc+ac=ab<0,排除a、b、c,選d.

10.已知1+2×3+3×32+4×33+…+n×3n-1=3n(na-b)+c對一切n∈n*都成立,那麼a,b,c的值為(  )

a.a=,b=c= b.a=b=c=

c.a=0,b=c= d.不存在這樣的a,b,c

解析:選a 令n=1,2,3,

得所以a=,b=c=.

11.已知數列的前n項和sn,且a1=1,sn=n2an(n∈n*),可歸納猜想出sn的表示式為(  )

a.sn= b.sn=

c.sn= d.sn=

解析:選a 由a1=1,得a1+a2=22a2,∴a2=,s2=;又1++a3=32a3,∴a3=,s3==;

又1+++a4=16a4,得a4=,s4=.

由s1=,s2=,s3=,s4=可以猜想sn=.

12.設函式f(x)定義如下表,數列滿足x0=5,且對任意的自然數均有xn+1=f(xn),則x2 016=(  )

a.1 b.2

c.4 d.5

解析:選d x1=f(x0)=f(5)=2,x2=f(2)=1,x3=f(1)=4,x4=f(4)=5,x5=f(5)=2,…,數列是週期為4的數列,所以x2 016=x4=5,故應選d.

二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,滿分20分.把答案填在題中的橫線上)

13.已知x,y∈r,且x+y<2,則x,y中至多有乙個大於1,在用反證法證明時,假設應為________.

解析:「至多有乙個大於1」包括「都不大於1和有且僅有乙個大於1」,故其對立面為「x,y都大於1」.

答案:x,y都大於1

14.已知a>0,b>0,m=lg,n=lg,則m,n的大小關係是________.

解析:ab>0>0a+b+2>a+b

(+)2>()2+>

>lg>lg.

答案:m>n

15.已知=2,=3,=

4,…,=6,a,b均為正實數,由以上規律可推測出a,b的值,則a+b

解析:由題意歸納推理得=6,b=62-1

=35,a=6.∴a+b=6+35=41.

答案:41

16.現有乙個關於平面圖形的命題:如圖,同一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________.

解析:解法的模擬(特殊化),易得兩個正方體重疊部分的體積為.

答案:三、解答題(本大題共6小題,共70分.解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟)

17.(本小題滿分10分)用綜合法或分析法證明:

(1)如果a,b>0,則lg≥;

(2)6+>2+2.

證明:(1)當a,b>0時,有≥,

∴lg≥lg,

∴lg≥lg ab=.

(2)要證+>2+2,

只要證(+)2>(2+2)2,

即2>2,這是顯然成立的,

所以,原不等式成立.

18.(本小題滿分12分)若a1>0,a1≠1,an+1= (n=1,2,…).

(1)求證:an+1≠an;

(2)令a1=,寫出a2,a3,a4,a5的值,觀察並歸納出這個數列的通項公式an(不要求證明).

解:(1)證明:若an+1=an,即=an,

解得an=0或1.

從而an=an-1=…=a2=a1=0或1,

這與題設a1>0,a1≠1相矛盾,

所以an+1=an不成立.

故an+1≠an成立.

(2)由題意得a1=,a2=,a3=,a4=,a5=,由此猜想:an=.

19.(本小題滿分12分)下列推理是否正確?若不正確,指出錯誤之處.

(1)求證:四邊形的內角和等於360°.

證明:設四邊形abcd是矩形,則它的四個角都是直角,有∠a+∠b+∠c+∠d=90°+90°+90°+90°=360°,所以四邊形的內角和為360°.

(2)已知和都是無理數,試證:+也是無理數.

證明:依題設和都是無理數,而無理數與無理數之和是無理數,所以+必是無理數.

(3)已知實數m滿足不等式(2m+1)(m+2)<0,用反證法證明:關於x的方程x2+2x+5-m2=0無實根.

證明:假設方程x2+2x+5-m2=0有實根.由已知實數m滿足不等式(2m+1)(m+2)<0,解得-2<m<-,而關於x的方程x2+2x+5-m2=0的判別式δ=4(m2-4),∵-2解:(1)犯了偷換論題的錯誤,在證明過程中,把論題中的四邊形改為矩形.

(2)使用的論據是「無理數與無理數的和是無理數」,這個論據是假的,因為兩個無理數的和不一定是無理數,因此原題的真實性仍無法判定.

(3)利用反證法進行證明時,要把假設作為條件進行推理,得出矛盾,本題在證明過程中並沒有用到假設的結論,也沒有推出矛盾,所以不是反證法.

20.(本小題滿分12分)等差數列的前n項和為sn,a1=1+,s3=9+3.

(1)求數列的通項an與前n項和sn;

(2)設bn= (n∈n*),

求證:數列中任意不同的三項都不可能成為等比數列.

解:(1)由已知得

∴d=2.

故an=2n-1+,sn=n(n+).

(2)由(1)得bn==n+.

假設數列中存在三項bp,bq,br(p,q,r互不相等)成等比數列,則b=bpbr,

即(q+)2=(p+)(r+),

∴(q2-pr)+(2q-p-r) =0,

∵p,q,r∈n*,∴

∴2=pr,(p-r)2=0.

∴p=r,與p≠r矛盾.

∴數列中任意不同的三項都不可能成等比數列.

21.(本小題滿分12分)設f(n)=1+++…+ (n∈n*).

求證:f(1)+f(2)+…+f(n-1)=n[f(n)-1](n≥2,n∈n*).

證明:當n=2時,左邊=f(1)=1,

右邊=2=1,左邊=右邊,等式成立.

假設n=k(k≥2,k∈n*)時,結論成立,即

f(1)+f(2)+…+f(k-1)=k[f(k)-1],

那麼,當n=k+1時,

f(1)+f(2)+…+f(k-1)+f(k)

=k[f(k)-1]+f(k)

=(k+1)f(k)-k

=(k+1) -k

=(k+1)f(k+1)-(k+1)

=(k+1)[f(k+1)-1],

∴當n=k+1時結論仍然成立.

∴f(1)+f(2)+…+f(n-1)=n[f(n)-1](n≥2,n∈n*).

22.(本小題滿分12分)已知f(x)=,且f(1)=log162,f(-2)=1.

(1)求函式f(x)的表示式;

(2)已知數列的項滿足xn=(1-f(1))(1-f(2))…(1-f(n)),試求x1,x2,x3,x4;

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