2019高考数学一轮复习第十三章推理与证明练习理.doc
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1、1第十三章 推理与证明命题探究考纲解读考点 内容解读 要求 高考示例 常考题型 预测热度1.合情推理与演绎推理(1)了解合情推理的含义,能利用归纳和类比等进行简单的推理,了解合情推理在数学发现中的作用.(2)了解演绎推理的重要性,掌握演绎推理的基本模式,并能运用它们进行一些简单推理.(3)了解合情推理和演绎推理之间的联系和差异掌握2017北京,14;2016课标全国,15;2015福建,15;2014课标,14填空题 2.直接证明与间接证明(1)了解直接证明的两种基本方法分析法和综合法;了解分析法和综合法的思考过程、特点.(2)了解间接证明的一种基本方法反证法;了解反证法的思考过程、特点了解2
2、017江苏,19;2016江苏,20;2015北京,20解答题 3.数学归纳法了解数学归纳法的原理,能用数学归纳法证明一些简单的数学命题 掌握 2017浙江,22 解答题 分析解读3 1.能利用已知结论类比未知结论或归纳猜想结论并加以证明.2.了解直接证明与间接证明的基本方法,体会数学证明的思想方法.3.掌握“归纳猜想证明”的推理方法及数学归纳法的证明步骤.4.归纳推理与类比推理是高考的热点.本章在高考中的推理问题一般以填空题形式出现,分值约为5分,属中档题;证明问题一般以解答题形式出现,分值约为12分,属中高档题.五年高考2考点一 合情推理与演绎推理1.(2016北京,8,5分)袋中装有偶数
3、个球,其中红球、黑球各占一半.甲、乙、丙是三个空盒.每次从袋中任意取出两个球,将其中一个球放入甲盒,如果这个球是红球,就将另一个球放入乙盒,否则就放入丙盒.重复上述过程,直到袋中所有球都被放入盒中,则( )A.乙盒中黑球不多于丙盒中黑球B.乙盒中红球与丙盒中黑球一样多C.乙盒中红球不多于丙盒中红球D.乙盒中黑球与丙盒中红球一样多答案 B2.(2015山东,11,5分)观察下列各式:=40;+=41;+=42;+=43;照此规律,当nN *时,+= . 答案 4 n-13.(2017北京,14,5分)三名工人加工同一种零件,他们在一天中的工作情况如图所示,其中点A i的横、纵坐标分别为第i名工人
4、上午的工作时间和加工的零件数,点B i的横、纵坐标分别为第i名工人下午的工作时间和加工的零件数,i=1,2,3.记Q i为第i名工人在这一天中加工的零件总数,则Q 1,Q2,Q3中最大的是 ; 记p i为第i名工人在这一天中平均每小时加工的零件数,则p 1,p2,p3中最大的是 . 答案 Q 1 p 24.(2016课标全国,15,5分)有三张卡片,分别写有1和2,1和3,2和3.甲,乙,丙三人各取走一张卡片,甲看了乙的卡片后说:“我与乙的卡片上相同的数字不是2.”乙看了丙的卡片后说:“我与丙的卡片上相同的数字不是1.”丙说:“我的卡片上的数字之和不是5.”则甲的卡片上的数字是 . 答案 1和
5、35.(2014课标,14,5分)甲、乙、丙三位同学被问到是否去过A,B,C三个城市时,甲说:我去过的城市比乙多,但没去过B城市;乙说:我没去过C城市;丙说:我们三人去过同一城市.由此可判断乙去过的城市为 . 答案 A教师用书专用(610)6.(2014北京,8,5分)学生的语文、数学成绩均被评定为三个等级,依次为“优秀”“合格”“不合格”.若学生甲的语文、数学成绩都不低于学生乙,且其中至少有一门成绩高于乙,则称“学生甲比学生乙成绩好”.如果一组学生中没有哪位学生比另一位学生成绩好,并且不存在语文成绩相同、数学成绩也相同的两位学生,那么这组学生最多有( )3A.2人 B.3人C.4人 D.5人
6、答案 B7.(2015福建,15,4分)一个二元码是由0和1组成的数字串x 1x2xn(nN *),其中x k(k=1,2,n)称为第k位码元.二元码是通信中常用的码,但在通信过程中有时会发生码元错误(即码元由0变为1,或者由1变为0).已知某种二元码x 1x2x7的码元满足如下校验方程组:其中运算定义为:00=0,01=1,10=1,11=0.现已知一个这种二元码在通信过程中仅在第k位发生码元错误后变成了1101101,那么利用上述校验方程组可判定k等于 . 答案 58.(2014陕西,14,5分)观察分析下表中的数据:多面体 面数(F) 顶点数(V) 棱数(E)三棱柱 5 6 9五棱锥 6
7、 6 10立方体 6 8 12猜想一般凸多面体中F,V,E所满足的等式是 . 答案 F+V-E=29.(2013湖北,14,5分)古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数.如三角形数1,3,6,10,第n个三角形数为=n 2+n.记第n个k边形数为N(n,k)(k3),以下列出了部分k边形数中第n个数的表达式:三角形数 N(n,3)=n 2+n,正方形数 N(n,4)=n2,五边形数 N(n,5)=n2-n,六边形数 N(n,6)=2n2-n,可以推测N(n,k)的表达式,由此计算N(10,24)= . 答案 1 00010.(2014北京,20,13分)对于数对序列P:(a 1,b1)
8、,(a2,b2),(an,bn),记T 1(P)=a1+b1,Tk(P)=bk+maxTk-1(P),a1+a2+ak(2kn),其中maxT k-1(P),a1+a2+ak表示T k-1(P)和a 1+a2+ak两个数中最大的数.(1)对于数对序列P:(2,5),(4,1),求T 1(P),T2(P)的值;(2)记m为a,b,c,d四个数中最小的数,对于由两个数对(a,b),(c,d)组成的数对序列P:(a,b),(c,d)和P:(c,d),(a,b),试分别对m=a和m=d两种情况比较T 2(P)和T 2(P)的大小;(3)在由五个数对(11,8),(5,2),(16,11),(11,11
9、),(4,6)组成的所有数对序列中,写出一个数对序列P使T 5(P)最小,并写出T 5(P)的值.(只需写出结论)解析 (1)T 1(P)=2+5=7,T2(P)=1+maxT1(P),2+4=1+max7,6=8.(2)T2(P)=maxa+b+d,a+c+d,T2(P)=maxc+d+b,c+a+b.当m=a时,T 2(P)=maxc+d+b,c+a+b=c+d+b.因为a+b+dc+b+d,且a+c+dc+b+d,所以T 2(P)T 2(P).当m=d时,T 2(P)=maxc+d+b,c+a+b=c+a+b.因为a+b+dc+a+b,且a+c+dc+a+b,所以T 2(P)T 2(P)
10、.所以无论m=a还是m=d,T 2(P)T 2(P)都成立.(3)数对序列P:(4,6),(11,11),(16,11),(11,8),(5,2)的T 5(P)值最小,T 1(P)=10,T2(P)=26,T3(P)=42,T4(P)=50,T5(P)=52.4考点二 直接证明与间接证明1.(2014山东,4,5分)用反证法证明命题“设a,b为实数,则方程x 3+ax+b=0至少有一个实根”时,要做的假设是( )A.方程x 3+ax+b=0没有实根B.方程x 3+ax+b=0至多有一个实根C.方程x 3+ax+b=0至多有两个实根D.方程x 3+ax+b=0恰好有两个实根答案 A2.(2017
11、江苏,19,16分)对于给定的正整数k,若数列a n满足:a n-k+an-k+1+an-1+an+1+an+k-1+an+k=2kan对任意正整数n(nk)总成立,则称数列a n是“P(k)数列”.(1)证明:等差数列a n是“P(3)数列”;(2)若数列a n既是“P(2)数列”,又是“P(3)数列”,证明:a n是等差数列.证明 本小题主要考查等差数列的定义、通项公式等基础知识,考查代数推理、转化与化归及综合运用数学知识探究与解决问题的能力.(1)因为a n是等差数列,设其公差为d,则a n=a1+(n-1)d,从而,当n4时,a n-k+an+k=a1+(n-k-1)d+a1+(n+k
12、-1)d=2a1+2(n-1)d=2an,k=1,2,3,所以a n-3+an-2+an-1+an+1+an+2+an+3=6an,因此等差数列a n是“P(3)数列”.(2)数列a n既是“P(2)数列”,又是“P(3)数列”,因此,当n3时,a n-2+an-1+an+1+an+2=4an,当n4时,a n-3+an-2+an-1+an+1+an+2+an+3=6an.由知,a n-3+an-2=4an-1-(an+an+1),an+2+an+3=4an+1-(an-1+an).将代入,得a n-1+an+1=2an,其中n4,所以a 3,a4,a5,是等差数列,设其公差为d.在中,取n=
13、4,则a 2+a3+a5+a6=4a4,所以a 2=a3-d,在中,取n=3,则a 1+a2+a4+a5=4a3,所以a 1=a3-2d,所以数列a n是等差数列.教师用书专用(37)3.(2017北京,20,13分)设a n和b n是两个等差数列,记c n=maxb1-a1n,b2-a2n,bn-ann(n=1,2,3,),其中maxx 1,x2,xs表示x 1,x2,xs这s个数中最大的数.(1)若a n=n,bn=2n-1,求c 1,c2,c3的值,并证明c n是等差数列;(2)证明:或者对任意正数M,存在正整数m,当nm时,M;或者存在正整数m,使得c m,cm+1,cm+2,是等差数
14、列.解析 本题考查等差数列,不等式,合情推理等知识,考查综合分析,归纳抽象,推理论证能力.(1)c1=b1-a1=1-1=0,c2=maxb1-2a1,b2-2a2=max1-21,3-22=-1,c3=maxb1-3a1,b2-3a2,b3-3a3=max1-31,3-32,5-33=-2.当n3时,(bk+1-nak+1)-(bk-nak)=(bk+1-bk)-n(ak+1-ak)=2-n0时,5取正整数m,则当nm时,nd 1d2,因此c n=b1-a1n.此时,c m,cm+1,cm+2,是等差数列.当d 1=0时,对任意n1,cn=b1-a1n+(n-1)maxd2,0=b1-a1+
15、(n-1)(maxd2,0-a1).此时,c 1,c2,c3,cn,是等差数列.当d 1时,有nd 1max,故当nm时,M.4.(2016江苏,20,16分)记U=1,2,100.对数列a n(nN *)和U的子集T,若T=,定义S T=0;若T=t 1,t2,tk,定义S T=+.例如:T=1,3,66时,S T=a1+a3+a66.现设a n(nN *)是公比为3的等比数列,且当T=2,4时,S T=30.(1)求数列a n的通项公式;(2)对任意正整数k(1k100),若T1,2,k,求证:S T0,nN *,所以S Ta 1+a2+ak=1+3+3k-1=(3k-1)n,-=+n,均
16、有|a n|2,取正整数m 0lo且m 0n0,则a1,则G(A);(3)证明:若数列A满足a n-an-11(n=2,3,N),则G(A)的元素个数不小于a N-a1.解析 (1)G(A)的元素为2和5.(2)因为存在a n使得a na1,所以iN *|2iN,a ia1.记m=miniN *|2iN,a ia1,则m2,且对任意正整数ka1.由(2)知G(A).设G(A)=n 1,n2,np,n1.如果G i,取m i=min Gi,则对任何1k1,因为a k=2ak-1或a k=2ak-1-36,所以2a k-1是3的倍数,于是a k-1是3的倍数.类似可得,a k-2,a1都是3的倍数
17、.从而对任意n1,a n是3的倍数,因此M的所有元素都是3的倍数.综上,若集合M存在一个元素是3的倍数,则M的所有元素都是3的倍数.(3)由a 136,a n=可归纳证明a n36(n=2,3,).因为a 1是正整数,a 2=所以a 2是2的倍数,从而当n3时,a n是4的倍数.如果a 1是3的倍数,由(2)知对所有正整数n,a n是3的倍数,因此当n3时,a n12,24,36,这时M的元素个数不超过5.7如果a 1不是3的倍数,由(2)知对所有正整数n,a n不是3的倍数,因此当n3时,a n4,8,16,20,28,32,这时M的元素个数不超过8.当a 1=1时,M=1,2,4,8,16
18、,20,28,32有8个元素.综上可知,集合M的元素个数的最大值为8.考点三 数学归纳法1.(2017浙江,22,15分)已知数列x n满足:x 1=1,xn=xn+1+ln(1+xn+1)(nN *).证明:当nN *时,(1)00.当n=1时,x 1=10.假设n=k时,x k0,那么n=k+1时,若x k+10,则00.因此x n0(nN *).所以x n=xn+1+ln(1+xn+1)xn+1.因此00(x0).函数f(x)在0,+)上单调递增,所以f(x)f(0)=0,因此-2x n+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1)=f(xn+1)0,故2x n+1-xn(nN *).(3)
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