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推理与证明题型归纳
《推理与证明》题型归纳
推理与证明问题综合了函数、方程、不等式、解析几何与立体几何等多个知识点,需要采用多种数学方法才能解决问题,是提高区分度,增强选拔功能的重要题型,因此在最近几年的高考试题中,推理与证明问题正在成为一个热点题型。
因此,我们必须学好它。如何学好?首要任务是熟练掌握本章的典型题目。下面将本章题型归纳如下:
题型一 归纳推理发现一般性结论① ;
②.
分析上面两式的共同特点,写出反映一般规律的等式,并证明你的结论。
解:一般规律的等式:若,。
证明如下:由,得,
即,
所以
即。
思维启迪:具有共同特征的几个式子得出一个通式,是归纳推理的常见满足+,若,则
解:因为+,,所以,,,……,由此归纳出: ,所以 。
思维启迪:本题条件+换为·,解题思路是一致的,属于“循环型”(周期性)。
例3 (2012届南通学科基地)如图所示的数阵叫“莱布尼兹调和三角形”,他们是由整数的倒数组成的,第行有个数且两端的数均为,每个数是它下一行左右相邻两数的和,
如:…,则第行第3个数字是 。
解:,,
所以
即第三个数:
思维启迪:设第行的第2个数,第行的第2个数,通过对三角形规律的研究得出答案中的两个式子即可求解,本题属于“递推型”。
题型二 类比推理拓展新知识类比推理又称类比法,它是根据两个或两类对象有部分属性相同,从而推出它们的其它属性也相同的推理。简单地说,类比推理是由特殊到特殊的推理平面空间”等等。
例4 数列是正项等差数列,若,则数列也为等差数列。类比上述结论,写出正项等比数列,若= ,则数列{}也为等比数列 。
解:
思维启迪:=,等差数列和等比数列相类比,则
==
例5 已知命题:平面直角坐标系中,顶点和C,顶点B在椭圆上,椭圆的离心率是,则 。试将该命题类比到双曲线中,可得到一个命题:
解:如图,由正弦定理得,,,
所以 =
由椭圆的定义类比到双曲线的定义可得:
平面直角坐标系中,顶点
和C,顶点B在双曲线上,双曲线的离心率是,则| 。
思维启迪:本题由椭圆的性质类比双曲线的性质。
例6 若?ABC内切圆半径为r,三边长为a、b、c,则?ABC的面积S=r (a+b+c) 类比到空间,若四面体内切球半径为R,四个面的面积为S1、S2 、S3 、S4,则四面体的体积V= ?ABC内切圆半径为r四面体内切球半径为R三边长四个面的面积R(S1+S2+S3+S4),而棱锥体积则都包含。因此最后的结果是R(S1+S2+S3+S4)题型三 “三段论”进行演绎推理例7 如图,在五面体中,点是矩形的对角线的交点,面是等边三角形,棱。
(1)证明//平面;
(2)设,证明平面。
解:(Ⅰ)证明:取CD中点M,连结OM。
ABCD中,
,又,
则,连结EM,于是四边形EFOM为平行四边形。
平面CDE,且EM平面CDE,∵FO∥平面CDE
(Ⅱ)证明:连结FM,由(Ⅰ)和已知条件,在等边△CDE中,
且。
因此平行四边形EFOM为菱形,从而EO⊥FM而FM∩CD=M,∴CD⊥平面EOM,从而CD⊥EO。,所以EO⊥平面CDF。
思维启迪:演绎推理是形式化程度较高的必然推理,在数学发现活动中,它具有类似于“实验”的功能,它不仅为合情推理提供了前提,而且可以对猜想作出“判决”和证明,从而为调控探索活动提供依据。
题型 ,…,是从,, 这三个数取值的数列,若…+ ,…+,则,…,中有 个1
解:…+(+…)+2(…+)+50=102 。因为…+,所以
+…=40,所以50个数中有40个从中取,另外10个0,由
…+可得23个1,17个 。故本题答案:23个1
思维启迪:本题的表象是代数求解问题,实质是推理。寻找本题的解题思路,我们采用分析法,当我们将…+展开,得到+…=40,很容易想到只有,40个,另10个是0,让我们有一种“柳暗花明”的感觉,这其实就是分析法的妙处。写解题过程时,我们通常采用综合法,由已知条件出发,推出结论。
题型运用反证法证明a,b,c均为实数,且,,证明:a,b,c中至少有一个大于0
证明:假设a,b,c中全不小于0,即
这与矛盾。
所以假设不成立,原命题正确。
思维启迪:对难于从正面入手的数学证明问题,解题时可从问题的反面入手,探求已知与未知的关系,从而将问题得以解决。因此当遇到“否定性”、“唯一性”、“无限性”、“至多”、“至少”等类型命题时,宜选用反证法。
题型 用数学归纳法证明有关的等式,用数学归纳法证明整除性问题。
例10 用数学归纳法证明等式:
()
证明:(1)当时,左==右,等式成立。
(2)假设当)时,
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