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- 2021-06-30 发布
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2.3 反证法与放缩法
A级 基础巩固
一、选择题
1.用反证法证明命题“如果a>b,那么>”时,假设的内容是( )
A.= B. <
C. =,且< D. =或<
解析:应假设≤,即=或<.
答案:D
2.用反证法证明命题“a,b,c全为0”时,其假设为( )
A.a,b,c,全不为0
B.a,b,c至少有一个为0
C.a,b,c至少有一个不为0
D.a,b,c至多有一个不为0
解析:“a,b,c全为0”的否定是“a,b,c至少有一个不为0”.
答案:C
3.对“a,b,c是不全相等的正数”,给出下列判断:
①(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≠0;
②a>b与a<b及a≠c中至少有一个成立;
③a≠c,b≠c,a≠b不能同时成立.
其中判断正确的命题个数是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:对于①,若(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2=0,则a=b=c,与已知矛盾,故①对;
对于②,当a>b与a<b及a≠c都不成立时,有a=b=c,不符合题意,故②对;对于③,显然不正确.
答案:C
4.设x,y,z都是正实数,a=x+,b=y+,c=z+,则a,b,c三个数( )
A.至少有一个不大于2 B.都小于2
C.至少有一个不小于2 D.都大于2
4
解析:因为a+b+c=x++y++z+≥2+2+2=6,当且仅当x=y=z=1时等号成立,所以a,b,c三者中至少有一个不小于2.
答案:C
5.若a,b,c∈R+,且a+b+c=1,设M=,N=(a+c)·(a+b),则( )
A.M≥N B.M≤N
C.M>N D.M<N
解析:依题设,1-a,1-b,1-c均大于0,
又a+b+c=1,
所以≤[(1-a)+(1-b)+(1-c)]=,
所以(1-a)(1-b)(1-c)≤,
从而≥(1-b)(1-c)=(a+c)(a+b),
所以M≥N,当且仅当a=b=c=时,等号成立.
答案:A
二、填空题
6.用反证法证明命题:“一个三角形中不能有两个直角”的过程归纳为以下三个步骤:
①∠A+∠B+∠C=90°+90°+∠C>180°,这与三角形内角和为180°相矛盾,则∠A=∠B=90°不成立;
②所以一个三角形中不能有两个直角;
③假设∠A,∠B,∠C中有两个角是直角,
不妨设∠A=∠B=90°.
正确顺序的序号排列为________.
解析:由反证法证明的步骤知,先假设即③,再推出矛盾即①,最后做出判断,肯定结论即②,即顺序应为③①②.
答案:③①②
7.lg 9·lg 11与1的大小关系是________.
解析:因为<=<=1,
所以lg 9·lg 11<1.
答案:lg 9·lg 11<1
8.设M=+++…+,则M与1的大小关系为________.
4
解析:因为210+1>210,210+2>210,…,211-1>210,所以
M=+++…+<++…+,210个=1.
答案:M<1
三、解答题
9.已知x,y>0,且x+y>2.求证:,中至少有一个小于2.
证明:(反证法)设≥2,≥2,
则
由①②式可得2+x+y≥2(x+y),即x+y≤2,与题设矛盾.
所以,中至少有一个小于2.
10.已知n∈N*,求证:++…+<
.
证明:由基本不等式,得<=,
所以++…+<++…+===<,故原不等式成立.
B级 能力提升
1.若a>0,b>0,满足ab≥1+a+b,那么( )
A.a+b有最小值2+2
B.a+b有最大值(+1)2
C.ab有最大值+1
D.ab有最小值2+2
解析:1+a+b≤ab≤,
所以(a+b)2-4(a+b)-4≥0,
解得a+b≤2-2或a+b≥2+2,
因为a>0,b>0,所以a+b≥2+2.
答案:A
2.设x,y,z,t满足1≤x≤y≤z≤t≤100,则+的最小值为________.
解析:因为≥≥,且≥,
4
所以+≥+≥2 =,
当且仅当x=1,y=z=10,t=100时,等号成立.
答案:
3.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+Sn=2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求证:数列{an}中不存在三项按原来顺序成等差数列.
(1)解:当n=1时,a1+S1=2a1=2,则a1=1.
又an+Sn=2,所以an+1+Sn+1=2.
两式相减得an+1=an.
所以an是首项为1,公比为的等比数列.
所以an=.
(2)证明:假设存在三项按原来顺序成等差数列,记为ap+1,aq+1,ar+1(p<q<r,且p,q,r∈N*),
则2·=+,
所以2·2r-q=2r-p+1.①
又因为p<q<r,所以r-q,r-p∈N*,
所以①式等号左边是偶数,右边是奇数,等式不成立.
所以假设不成立,原命题得证.
4
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