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  • 2021-06-16 发布

高中数学选修2-2教学课件第一章 章末复习课

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章末复习课 第一章 推理与证明 内容 索引 01 02 理 网络 明结构 探 题型 提 能力 03 04 理网络 · 明结构 探题型 · 提能力 题型一 合情推理与演绎推理 1. 归纳和类比都是合情推理,前者是由特殊到一般,部分到整体的推理,后者是由特殊到特殊的推理,但二者都能由已知推测未知,都能用于猜想,推理的结论不一定为真,有待进一步证明 . 2. 演绎推理与合情推理不同,它是由一般到特殊的推理,是数学中证明的基本推理形式,也是公理化体系所采用的推理形式 . 另一方面,合情推理与演绎推理又是相辅相成的,前者是后者的前提,后者论证前者的可靠性 . 例 1   (1) 有一个奇数列 1,3,5,7,9 , … ,现在进行如下分组:第一组含一个数 {1} ;第二组含两个数 {3,5} ;第三组含三个数 {7,9,11} ;第四组含四个数 {13,15,17,19} ; … 则每组内各数之和 f ( n ) ( n ∈ N + ) 与组的编号数 n 的关系式为 ________. 解析  由于 1 = 1 3, 3 + 5 = 8 = 2 3 , 7 + 9 + 11 = 27 = 3 3, 13 + 15 + 17 + 19 = 64 = 4 3 , … ,猜想第 n 组内各数之和 f ( n ) 与组的编号数 n 的关系式为 f ( n ) = n 3 . f ( n ) = n 3 (2) 在平面几何中,对于 Rt △ ABC , AC ⊥ BC ,设 AB = c , AC = b , BC = a ,则 ① a 2 + b 2 = c 2 ; ② cos 2 A + cos 2 B = 1 ; ③ Rt △ ABC 的外接圆半径为 r = . 把上面的结论类比到空间写出相类似的结论;如果你能证明,写出证明过程;如果在直角三角形中你还发现了异于上面的结论,试试看能否类比到空间? 解  选取 3 个侧面两两垂直的四面体作为直角三角形的类比对象 . ② 设 3 个两两垂直的侧面与底面所成的角分别为 α , β , γ ,则 cos 2 α + cos 2 β + cos 2 γ = 1. ③ 设 3 个两两垂直的侧面形成的侧棱长分别为 a , b , c ,则这个四面体的外接球的半径为 R = . 反思与感悟  (1) 归纳推理中有很大一部分题目是数列内容,通过观察给定的规律,得到一些简单数列的通项公式是数列中的常见方法 . (2) 类比推理重在考查观察和比较的能力,题目一般情况下较为新颖,也有一定的探索性 . 跟踪训练 1  下列推理是归纳推理的是 ________ ,是类比推理的是 ________. ① A 、 B 为定点,若动点 P 满足 | PA | + | PB | = 2 a >| AB | ,则点 P 的轨迹是椭圆; ② 由 a 1 = 1 , a n + 1 = 3 a n - 1 ,求出 S 1 , S 2 , S 3 ,猜想出数列的通项 a n 和 S n 的表达式; ③ 由圆 x 2 + y 2 = 1 的面积 S = π r 2 ,猜想出椭圆的面积 S = π ab ; ④ 科学家利用鱼的沉浮原理制造潜艇 . ② ③④ 题型二 综合法与分析法 综合法和分析法是直接证明中的两种最基本的证明方法,但两种证明方法思路截然相反,分析法既可用于寻找解题思路,也可以是完整的证明过程,分析法与综合法可相互转换,相互渗透,要充分利用这一辩证关系,在解题中综合法和分析法联合运用,转换解题思路,增加解题途径 . 一般以分析法为主寻求解题思路,再用综合法有条理地表示证明过程 . 例 2   用综合法和分析法证明 . 已知 α ∈ (0 , π) ,求证: 2sin 2 α ≤ . 证明  ( 分析法 ) ∵ α ∈ (0 , π) , ∴ sin α >0. ∵ 1 - cos α >0 , ( 综合法 ) 证明  ∵ sin(2 α + β ) - 2cos( α + β )sin α = sin [( α + β ) + α ] - 2cos( α + β )sin α = sin( α + β )cos α + cos( α + β )sin α - 2cos( α + β )sin α = sin( α + β )cos α - cos( α + β )sin α = sin [( α + β ) - α ] = sin β , 两边同除以 sin α 得 题型三 反证法 反证法是一种间接证明命题的方法,它从命题结论的反面出发引出矛盾,从而肯定命题的结论 . 反证法的理论基础是互为逆否命题的等价性,从逻辑角度看,命题: “ 若 p 则 q ” 的否定是 “ 若 p 则 綈 q ” ,由此进行推理,如果发生矛盾,那么就说明 “ 若 p 则 綈 q ” 为假,从而可以导出 “ 若 p 则 q ” 为真,从而达到证明的目的 . 因为 x >0 且 y >0 , 所以 1 + x ≥ 2 y 且 1 + y ≥ 2 x , 两式相加,得 2 + x + y ≥ 2 x + 2 y , 所以 x + y ≤ 2. 这与已知 x + y >2 矛盾 . 反思与感悟  反证法常用于直接证明困难或以否定形式出现的命题 ;涉及 “ 都是 ……”“ 都不是 ……”“ 至少 ……”“ 至多 ……” 等形式的命题时,也常用反证法 . 跟踪训练 3   已知: ac ≥ 2( b + d ). 求证:方程 x 2 + ax + b = 0 与方程 x 2 + cx + d = 0 中至少有一个方程有实数根 . 证明  假设两方程都没有实数根, 则 Δ 1 = a 2 - 4 b <0 与 Δ 2 = c 2 - 4 d <0 ,有 a 2 + c 2 <4( b + d ) , 而 a 2 + c 2 ≥ 2 ac , 从而 有 4( b + d )> 2 ac , 即 ac <2( b + d ) ,与已知矛盾,故原命题成立 . 题型四 数学归纳法 数学归纳法是一种逻辑推理,它的第一步称为奠基步骤,是论证的基础保证,即通过验证落实传递的起点,这个基础必须真实可靠;它的第二步称为递推步骤,是命题具有后继传递性的保证,两步合在一起为完全归纳步骤,这两步缺一不可,第二步中证明 “ 当 n = k + 1 时结论正确 ” 的过程中,必须用 “ 归纳假设 ” ,否则就是错误的 . 例 4   用数学归纳法证明当 n ∈ N + 时, 1· n + 2·( n - 1) + 3·( n - 2) + … + ( n - 2)·3 + ( n - 1)·2 + n ·1 = n ( n + 1)·( n + 2). 证明  (1) 当 n = 1 时, 1 = · 1·2·3 ,结论成立 . (2) 假设 n = k 时结论成立, 即 1· k + 2·( k - 1) + 3·( k - 2) + … + ( k - 2)·3 + ( k - 1)·2 + k ·1 当 n = k + 1 时 , 则 1·( k + 1) + 2· k + 3·( k - 1) + … + ( k - 1)·3 + k ·2 + ( k + 1)·1 = 1· k + 2·( k - 1) + … + ( k - 1)·2 + k ·1 + [1 + 2 + 3 + … + k + ( k + 1)] 即当 n = k + 1 时结论也成立 . 由 (1)(2) 可知,结论对一切 n ∈ N + 都成立 . 跟踪训练 4  数列 { a n } 满足: a 1 = 1 , a n + 1 = a n + 1. (1) 写出 a 2 , a 3 , a 4 ; (2) 猜想数列 { a n } 的通项公式,并加以证明 . 即当 n = k + 1 时猜想也成立, 呈 重点、现 规律 1. 直接证明和间接证明是数学证明的两类基本证明方法 . 直接证明的两类基本方法是综合法和分析法:综合法是从已知条件推导出结论的证明方法;分析法是由结论追溯到条件的证明方法,在解决数学问题时,常把它们结合起来使用,间接证法的一种方法是反证法,反证法是从结论反面成立出发,推出矛盾的证明方法 . 2. 数学归纳法主要用于解决与正整数有关的数学问题 . 证明时,它的两个步骤缺一不可 . 它的第一步 ( 归纳奠基 ) n = n 0 时结论成立 . 第二步 ( 归纳递推 ) 假设 n = k 时,结论成立,推得 n = k + 1 时结论也成立 . 数学归纳法是在可靠的基础上,利用命题自身具有的传递性,运用有限的步骤 ( 两步 ) 证明出无限的命题成立 . 更多精彩内容请 登录 http ://www.91taoke.com 谢谢观看

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