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- 2021-07-01 发布
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2.2.2 反证法
[课时作业]
[A组 基础巩固]
1.命题“△ABC中,若∠A>∠B,则a>b”的结论的否定应该是( )
A.a<b B.a≤b
C.a=b D.a≥b
解析:“a>b”的否定应为“a=b或a<b”,即a≤b.故应选B.
答案:B
2.用反证法证明命题:“a,b,c,d∈R,a+b=1,c+d=1,且ac+bd>1,则a,b,c,d中至少有一个负数”时的假设为( )
A.a,b,c,d全都大于等于0
B.a,b,c,d全为正数
C.a,b,c,d中至少有一个正数
D.a,b,c,d中至多有一个负数
解析:至少有一个负数的否定是一个负数也没有,即a,b,c,d全都大于等于0.
答案:A
3.“自然数a,b,c中恰有一个偶数”的否定正确的为( )
A.a,b,c都是奇数
B.a,b,c都是偶数
C.a,b,c中至少有两个偶数
D.a,b,c中都是奇数或至少有两个偶数
解析:自然数a,b,c的奇偶性共有四种情形:(1)3个都是奇数;(2)2个奇数,1个偶数;(3)1个奇数,2个偶数;(4)3个都是偶数.所以否定正确的是a,b,c中都是奇数或至少有两个偶数.
答案:D
4.给定一个命题“已知x1>0,x2≠1且xn+1=,证明对任意正整数n都有xn>xn+1”,当此题用反证法否定结论时应是( )
A.对任意正整数n有xn≤xn+1
B.存在正整数n使xn≤xn+1
C.存在正整数n使xn>xn+1
D.存在正整数n使xn≥xn-1且xn≥xn+1
解析:“对任意正整数n都有xn>xn+1”的否定为“存在正整数n使xn≤xn+1”.
答案:B
5
5.设a,b,c∈(-∞,0),则三数a+,c+,b+中( )
A.都不大于-2
B.都不小于-2
C.至少有一个不大于-2
D.至少有一个不小于-2
解析:++=++
∵a,b,c∈(-∞,0),∴a+=-≤-2,b+=-≤-2,
c+=-≤-2,
∴++≤-6,
∴三数a+、c+、b+中至少有一个不大于-2,故应选C.
答案:C
6.命题“任意多面体的面至少有一个是三角形或四边形或五边形”的结论的否定是________________________________________________________________________.
解析:“至少有一个”的否定是“没有一个”.
答案:没有一个是三角形或四边形或五边形
7.△ABC中,若AB=AC,P是△ABC内的一点,∠APB>∠APC,求证∠BAP<∠CAP.用反证法证明时的假设为________.
解析:反证法对结论的否定是全面否定,∠BAP<∠CAP的对立面是∠BAP=∠CAP或∠BAP>∠CAP.
答案:∠BAP=∠CAP或∠BAP>∠CAP
8.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,先反证即③,再推出矛盾即①,最后作出判断,肯定结论即②,即顺序应为③①②.
答案:③①②
5
9.已知a≥-1,求证以下三个方程:
x2+4ax-4a+3=0,x2+(a-1)x+a2=0,x2+2ax-2a=0中至少有一个方程有实数解.
证明:假设三个方程都没有实根,则三个方程中:它们的判别式都小于0,即:
⇒
⇒-<a<-1,这与已知 a≥-1矛盾,所以假设不成立,故三个方程中至少有一个方程有实数解.
10.求证:不论x,y取何非零实数,等式+=总不成立.
证明:假设存在非零实数x,y使得等式+=成立.
于是有y(x+y)+x(x+y)=xy,
即x2+y2+xy=0,
即(x+)2+y2=0.
由y≠0,得y2>0.
又(x+)2≥0,
所以(x+)2+y2>0.
与x2+y2+xy=0矛盾,故原命题成立.
[B组 能力提升]
1.有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中一位获奖,有人走访了这四位歌手,甲说:“是乙或丙获奖.”乙说:“甲、丙都未获奖.”丙说:“我获奖了.”丁说:“是乙获奖.”四位歌手的话只有两句是对的,则获奖的歌手是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
解析:若甲获奖,则甲、乙、丙、丁四位歌手说的话都是假的,同理可推出乙、丙、丁获奖的情况,最后可知获奖的歌手是丙.
答案:C
2.若△ABC能被一条直线分成两个与自身相似的三角形,那么这个三角形的形状是( )
A.钝角三角形 B.直角三角形
C.锐角三角形 D.不确定
5
解析:分△ABC的直线只能过一个顶点且与对边相交,如直线AD(点D在BC上),则∠ADB+∠ADC=π,若∠ADB为钝角,则∠ADC为锐角.而∠ADC>∠BAD,∠ADC>∠ABD,△ABD与△ACD不可能相似,与已知不符,只有当∠ADB=∠ADC=∠BAC=时,才符合题意.
答案:B
3.已知数列{an},{bn}的通项公式分别为an=an+2,bn=bn+1(a,b是常数),且a>b,那么两个数列中序号与数值均相同的项有________个.
解析:假设存在序号和数值均相等的项,即存在n使得an=bn,由题意a>b,n∈N*,则恒有an>bn,从而an+2>bn+1恒成立,∴不存在n使an=bn.
答案:0
4.完成反证法证题的全过程.设a1,a2,…,a7是1,2,…,7的一个排列,求证:乘积p=(a1-1)(a2-2)…(a7-7)为偶数.
证明:假设p为奇数,则a1-1,a2-2,…,a7-7均为奇数.因奇数个奇数之和为奇数,故有奇数=________=________=0.但0≠奇数,这一矛盾说明p为偶数.
解析:据题目要求及解题步骤,
因为a1-1,a2-2,…,a7-7均为奇数,
所以(a1-1)+(a2-2)+…+(a7-7)也为奇数.
即(a1+a2+…+a7)-(1+2+…+7)为奇数.
又因为a1,a2,…,a7是1,2,…,7的一个排列,
所以a1+a2+…+a7=1+2+…+7,故上式为0.
所以奇数=(a1-1)+(a2-2)+…+(a7-7)
=(a1+a2+…+a7)-(1+2+…+7)=0.
答案:(a1-1)+(a2-2)+…+(a7-7)
(a1+a2+…+a7)-(1+2+…+7)
5.已知a,b,c都是小于1的正数,求证:(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a中至少有一个不大于.
证明:假设(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a都大于,
即(1-a)b>,(1-b)c>,(1-c)a>.
∵a,b,c都是小于1的正数,
∴>,>,>,
∴++>.(*)
5
又∵≤,≤,≤,
∴++≤++==(当且仅当1-a=b,1-b=c,1-c=a,即a=b=c=时,等号成立),与(*)式矛盾.
∴假设不成立,原命题成立,
故(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a中至少有一个不大于.
6.求证:抛物线上任取四个不同点所组成的四边形不可能是平行四边形.
证明:如图,设抛物线方程为
y2=2px(p>0),
在抛物线上任取四个不同点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),
则y=2pxi(i=1,2,3,4),
于是直线AB的斜率为kAB==,
同理:kBC=,kCD=,kDA=.
假设四边形ABCD为平行四边形,
则有kAB=kCD,kBC=kDA,
即有
①-②得y1-y3=y3-y1,
∴y1=y3,同理y2=y4,
则x1===x3,
同理x2=x4,
由,.
显然A,C重合,B,D重合.这与A,B,C,D为抛物线上任意四点矛盾,故假设不成立.
∴四边形ABCD不可能是平行四边形.
5
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