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  • 2021-07-01 发布

2020年高中数学第二章推理与证明2

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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