高中數(shù)學(xué)人教A版2第二章推理與證明 市獲獎(jiǎng)

章末綜合測(cè)評(píng)(二)推理與證明(時(shí)間120分鐘，滿分150分)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．)1．?dāng)?shù)列2,5,11,20，x,47，…中的x等于()A．28 B．32C．33 D．27【解析】觀察知數(shù)列{an}滿足：a1＝2，an＋1－an＝3n，故x＝20＋3×4＝32.【答案】B2．有一段“三段論”推理是這樣的：對(duì)于可導(dǎo)函數(shù)f(x)，若f(x0)＝0，則x＝x0是函數(shù)f(x)的極值點(diǎn)．因?yàn)閒(x)＝x3在x＝0處的導(dǎo)數(shù)值f′(0)＝0，所以x＝0是f(x)＝x3的極值點(diǎn)．以上推理中()A．大前提錯(cuò)誤 B．小前提錯(cuò)誤C．推理形式錯(cuò)誤 D．結(jié)論正確【解析】大前提是錯(cuò)誤的，若f′(x0)＝0，x＝x0不一定是函數(shù)f(x)的極值點(diǎn)，故選A.【答案】A3．用反證法證明命題“三角形的內(nèi)角中至少有一個(gè)角不大于60°”時(shí)，應(yīng)假設(shè)()A．三角形的三個(gè)內(nèi)角都不大于60°B．三角形的三個(gè)內(nèi)角都大于60°C．三角形的三個(gè)內(nèi)角至多有一個(gè)大于60°D．三角形的三個(gè)內(nèi)角至少有兩個(gè)大于60°【解析】其假設(shè)應(yīng)是對(duì)“至少有一個(gè)角不大于60°”的否定，即“都大于60°”．【答案】B4．下面幾種推理是合情推理的是()①由圓的性質(zhì)類比出球的有關(guān)性質(zhì)；②由直角三角形、等腰三角形、等邊三角形內(nèi)角和是180°歸納出所有三角形的內(nèi)角和都是180°；③由f(x)＝sinx，滿足f(－x)＝－f(x)，x∈R，推出f(x)＝sinx是奇函數(shù)；④三角形內(nèi)角和是180°，四邊形內(nèi)角和是360°，五邊形內(nèi)角和是540°，由此得凸多邊形內(nèi)角和是(n－2)·180°.A．①② B．①③④C．①②④ D．②④【解析】合情推理分為類比推理和歸納推理，①是類比推理，②④是歸納推理，③是演繹推理．【答案】C5．設(shè)a＝＋，b＝7，則a，b的大小關(guān)系是()A．a(chǎn)>b B．a(chǎn)＝bC．a(chǎn)<b D．a(chǎn)>2(b＋1)【解析】因?yàn)閍＝＋>2eq\r·＝8>7，故a>b.【答案】A6．已知點(diǎn)A(x1，xeq\o\al(2,1))，B(x2，xeq\o\al(2,2))是函數(shù)y＝x2圖象上任意不同的兩點(diǎn)，依據(jù)圖象知，線段AB總是位于A，B兩點(diǎn)之間函數(shù)圖象的上方，因此有結(jié)論eq\f(x\o\al(2,1)＋x\o\al(2,2),2)＞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1＋x2,2)))2成立，運(yùn)用類比方法可知，若點(diǎn)A(x1，sinx1)，B(x2，sinx2)是函數(shù)y＝sinx(x∈(0，π))圖象上不同的兩點(diǎn)，則類似地有結(jié)論()\f(sinx1＋sinx2,2)＞sineq\f(x1＋x2,2)\f(sinx1＋sinx2,2)＜sineq\f(x1＋x2,2)\f(sinx1＋sinx2,2)≥sineq\f(x1＋x2,2)\f(sinx1＋sinx2,2)≤sineq\f(x1＋x2,2)【解析】畫(huà)出y＝x2的圖象，由已知得AB的中點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1＋x2,2)，\f(x\o\al(2,1)＋x\o\al(2,2),2)))恒在點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1＋x2,2)，\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1＋x2,2)))2))的上方，畫(huà)出y＝sinx，x∈(0，π)的圖象可得A，B的中點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1＋x2,2)，\f(sinx1＋sinx2,2)))恒在點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1＋x2,2)，sin\f(x1＋x2,2)))的下方，故B正確．【答案】B7．證明命題：“f(x)＝ex＋eq\f(1,ex)在(0，＋∞)上是增函數(shù)”．現(xiàn)給出的證法如下：因?yàn)閒(x)＝ex＋eq\f(1,ex)，所以f′(x)＝ex－eq\f(1,ex).因?yàn)閤>0，所以ex>1,0<eq\f(1,ex)<1.所以ex－eq\f(1,ex)>0，即f′(x)>0.所以f(x)在(0，＋∞)上是增函數(shù)，使用的證明方法是()A．綜合法 B．分析法C．反證法 D．以上都不是【解析】從已知條件出發(fā)利用已知的定理證得結(jié)論，是綜合法．【答案】A8．對(duì)“a，b，c是不全相等的正數(shù)”，給出下列判斷：①(a－b)2＋(b－c)2＋(c－a)2≠0；②a＝b與b＝c及a＝c中至少有一個(gè)成立；③a≠c，b≠c，a≠b不能同時(shí)成立．其中判斷正確的個(gè)數(shù)為()A．0 B．1C．2 D．3【解析】若(a－b)2＋(b－c)2＋(c－a)2＝0，則a＝b＝c，與“a，b，c是不全相等的正數(shù)”矛盾，故①正確．a(chǎn)＝b與b＝c及a＝c中最多只能有一個(gè)成立，故②不正確．由于“a，b，c是不全相等的正數(shù)”，有兩種情形：至多有兩個(gè)數(shù)相等或三個(gè)數(shù)都互不相等，故③不正確．【答案】B9．設(shè)n為正整數(shù)，f(n)＝1＋eq\f(1,2)＋eq\f(1,3)＋…＋eq\f(1,n)，經(jīng)計(jì)算得f(2)＝eq\f(3,2)，f(4)>2，f(8)>eq\f(5,2)，f(16)>3，f(32)>eq\f(7,2)，觀察上述結(jié)果，可推測(cè)出一般結(jié)論()A．f(2n)>eq\f(2n＋1,2) B．f(n2)≥eq\f(n＋2,2)C．f(2n)≥eq\f(n＋2,2) D．以上都不對(duì)【解析】f(2)＝eq\f(3,2)，f(4)＝f(22)>eq\f(2＋2,2)，f(8)＝f(23)>eq\f(3＋2,2)，f(16)＝f(24)>eq\f(4＋2,2)，f(32)＝f(25)>eq\f(5＋2,2).由此可推知f(2n)≥eq\f(n＋2,2).故選C.【答案】C10．定義A*B，B*C，C*D，D*A的運(yùn)算分別對(duì)應(yīng)下面圖1中的(1)(2)(3)(4)，則圖1中a，b對(duì)應(yīng)的運(yùn)算是()圖1A．B*D，A*D B．B*D，A*CC．B*C，A*D D．C*D，A*D【解析】根據(jù)(1)(2)(3)(4)可知A對(duì)應(yīng)橫線，B對(duì)應(yīng)矩形，C對(duì)應(yīng)豎線，D對(duì)應(yīng)橢圓．由此可知選B.【答案】B11．觀察下列各式：a＋b＝1，a2＋b2＝3，a3＋b3＝4，a4＋b4＝7，a5＋b5＝11，…，則a10＋b10＝()A．28 B．76C．123 D．199【解析】從給出的式子特點(diǎn)觀察可推知，等式右端的值，從第三項(xiàng)開(kāi)始，后一個(gè)式子的右端值等于它前面兩個(gè)式子右端值的和，照此規(guī)律，則a10＋b10＝123.【答案】C12．在等差數(shù)列{an}中，若an>0，公差d>0，則有a4·a6>a3·a7，類比上述性質(zhì)，在等比數(shù)列{bn}中，若bn>0，公比q>1，則b4，b5，b7，b8的一個(gè)不等關(guān)系是()A．b4＋b8>b5＋b7 B．b4＋b8<b5＋b7C．b4＋b7>b5＋b8 D．b4＋b7<b5＋b8【解析】在等差數(shù)列{an}中，由于4＋6＝3＋7時(shí)，有a4·a6>a3·a7，所以在等比數(shù)列{bn}中，由于4＋8＝5＋7，所以應(yīng)有b4＋b8>b5＋b7或b4＋b8<b5＋b7.因?yàn)閎4＝b1q3，b5＝b1q4，b7＝b1q6，b8＝b1q7，所以(b4＋b8)－(b5＋b7)＝(b1q3＋b1q7)－(b1q4＋b1q6)＝b1q6·(q－1)－b1q3(q－1)＝(b1q6－b1q3)(q－1)＝b1q3(q3－1)(q－1)．因?yàn)閝>1，bn>0，所以b4＋b8>b5＋b7.【答案】A二、填空題(本大題共4小題，每小題5分，共20分．將答案填在題中的橫線上．)13．已知x，y∈R，且x＋y>2，則x，y中至少有一個(gè)大于1，在用反證法證明時(shí)假設(shè)應(yīng)為_(kāi)_______．【解析】“至少有一個(gè)”的否定為“一個(gè)也沒(méi)有”，故假設(shè)應(yīng)為“x，y均不大于1”(或x≤1且y≤1)．【答案】x，y均不大于1(或x≤1且y≤1)14．如圖2，第n個(gè)圖形是由正n＋2邊形“擴(kuò)展”而來(lái)(n＝1,2,3，…)，則第n－2(n>2)個(gè)圖形中共有________個(gè)頂點(diǎn)．圖2【解析】設(shè)第n個(gè)圖形中有an個(gè)頂點(diǎn)，則a1＝3＋3×3，a2＝4＋4×4，…，an＝(n＋2)＋(n＋2)·(n＋2)，an－2＝n2＋n.【答案】n2＋n15．設(shè)a>0，b>0，則下面兩式的大小關(guān)系為lg(1＋eq\r(ab))________eq\f(1,2)[lg(1＋a)＋lg(1＋b)]．【解析】因?yàn)?1＋eq\r(ab))2－(1＋a)(1＋b)＝1＋2eq\r(ab)＋ab－1－a－b－ab＝2eq\r(ab)－(a＋b)＝－(eq\r(a)－eq\r(b))2≤0，所以(1＋eq\r(ab))2≤(1＋a)(1＋b)，所以lg(1＋eq\r(ab))≤eq\f(1,2)[lg(1＋a)＋lg(1＋b)]．【答案】≤16．對(duì)于命題“如果O是線段AB上一點(diǎn)，則|eq\o(OB,\s\up6(→))|·eq\o(OA,\s\up6(→))＋|eq\o(OA,\s\up6(→))|·eq\o(OB,\s\up6(→))＝0”將它類比到平面的情形是：若O是△ABC內(nèi)一點(diǎn)，有S△OBC·eq\o(OA,\s\up6(→))＋S△OCA·eq\o(OB,\s\up6(→))＋S△OBA·eq\o(OC,\s\up6(→))＝0，將它類比到空間的情形應(yīng)為：若O是四面體ABCD內(nèi)一點(diǎn)，則有_________．【導(dǎo)學(xué)號(hào)：81092033】【解析】根據(jù)類比的特點(diǎn)和規(guī)律，所得結(jié)論形式上一致，又線段類比平面，平面類比到空間，又線段長(zhǎng)類比為三角形面積，再類比成四面體的體積，故可以類比為VO-BCD·eq\o(OA,\s\up6(→))＋VO-ACD·eq\o(OB,\s\up6(→))＋VO-ABD·eq\o(OC,\s\up6(→))＋VO-ABC·eq\o(OD,\s\up6(→))＝0.【答案】VO-BCD·eq\o(OA,\s\up6(→))＋VO-ACD·eq\o(OB,\s\up6(→))＋VO-ABD·eq\o(OC,\s\up6(→))＋VO-ABC·eq\o(OD,\s\up6(→))＝0三、解答題(本大題共6小題，共70分．解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟．)17．(本小題滿分10分)在平面幾何中，對(duì)于Rt△ABC，∠C＝90°，設(shè)AB＝c，AC＝b，BC＝a，則(1)a2＋b2＝c2；(2)cos2A＋cos2B(3)Rt△ABC的外接圓半徑r＝eq\f(\r(a2＋b2),2).把上面的結(jié)論類比到空間寫(xiě)出類似的結(jié)論，無(wú)需證明．【解】在空間選取三個(gè)面兩兩垂直的四面體作為直角三角形的類比對(duì)象．(1)設(shè)三個(gè)兩兩垂直的側(cè)面的面積分別為S1，S2，S3，底面積為S，則Seq\o\al(2,1)＋Seq\o\al(2,2)＋Seq\o\al(2,3)＝S2.(2)設(shè)三個(gè)兩兩垂直的側(cè)面與底面所成的角分別為α，β，γ，則cos2α＋cos2β＋cos2γ＝1.(3)設(shè)三個(gè)兩兩垂直的側(cè)面形成的側(cè)棱長(zhǎng)分別為a，b，c，則這個(gè)四面體的外接球半徑R＝eq\f(\r(a2＋b2＋c2),2).18．(本題滿分12分)設(shè)f(x)＝x2＋ax＋b，求證：|f(1)|、|f(2)|、|f(3)|中至少有一個(gè)不小于eq\f(1,2).【證明】假設(shè)|f(1)|＜eq\f(1,2)，|f(2)|＜eq\f(1,2)，|f(3)|＜eq\f(1,2)，于是有－eq\f(1,2)＜1＋a＋b＜eq\f(1,2)， ①－eq\f(1,2)＜4＋2a＋b＜eq\f(1,2)， ②－eq\f(1,2)＜9＋3a＋b＜eq\f(1,2)， ③①＋③，得－1＜10＋4a＋2b＜1，所以－3＜8＋4a＋2b＜－1，所以－eq\f(3,2)＜4＋2a＋b＜－eq\f(1,2).這與②－eq\f(1,2)＜4＋2a＋b＜eq\f(1,2)矛盾，所以假設(shè)不成立，即|f(1)|，|f(2)|，|f(3)|中至少有一個(gè)不小于eq\f(1,2).19．(本小題滿分12分)已知△ABC的三條邊分別為a，b，c，且a>b，求證：eq\f(\r(ab),1＋\r(ab))<eq\f(a＋b,1＋a＋b).【證明】依題意a>0，b>0，所以1＋eq\r(ab)>0,1＋a＋b>0.所以要證eq\f(\r(ab),1＋\r(ab))<eq\f(a＋b,1＋a＋b)，只需證eq\r(ab)(1＋a＋b)<(1＋eq\r(ab))(a＋b)，只需證eq\r(ab)<a＋b，因?yàn)閍>b，所以eq\r(ab)<2eq\r(ab)<a＋b，所以eq\f(\r(ab),1＋\r(ab))<eq\f(a＋b,1＋a＋b).20．(本小題滿分12分)在數(shù)列{an}中，a1＝1，an＋1＝eq\f(2an,2＋an)，n∈N*，求a2，a3，a4，并猜想數(shù)列的通項(xiàng)公式，并給出證明．【解】數(shù)列{an}中，a1＝1，a2＝eq\f(2a1,2＋a1)＝eq\f(2,3)，a3＝eq\f(2a2,2＋a2)＝eq\f(1,2)＝eq\f(2,4)，a4＝eq\f(2a3,2＋a3)＝eq\f(2,5)，…，所以猜想{an}的通項(xiàng)公式an＝eq\f(2,n＋1)(n∈N*)．此猜想正確．證明如下：因?yàn)閍1＝1，an＋1＝eq\f(2an,2＋an)，所以eq\f(1,an＋1)＝eq\f(2＋an,2an)＝eq\f(1,an)＋eq\f(1,2)，即eq\f(1,an＋1)－eq\f(1,an)＝eq\f(1,2)，所以數(shù)列eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))是以eq\f(1,a1)＝1為首項(xiàng)，公差為eq\f(1,2)的等差數(shù)列，所以eq\f(1,an)＝1＋(n－1)eq\f(1,2)＝eq\f(n,2)＋eq\f(1,2)，即通項(xiàng)公式an＝eq\f(2,n＋1)(n∈N*)．21．(本小題滿分12分)已知函數(shù)f(x)＝x3－x2，x∈R.(1)若正數(shù)m，n滿足m·n>1，證明：f(m)，f(n)至少有一個(gè)不小于零；(2)若a，b為不相等的正實(shí)數(shù)且滿足f(a)＝f(b)，求證：a＋b<eq\f(4,3).【證明】(1)假設(shè)f(m)<0，f(n)<0，即m3－m2<0，n3－n2<0，∵m>0，n>0，∴m－1<0，n－1<0，∴0<m<1,0<n<1，∴mn<1，這與m·n>1矛盾，∴假設(shè)不成立，即f(m)，f(n)至少有一個(gè)不小于零．(2)證明：由f(a)＝f(b