高考数学讲义推理与证明.板块一.合情推理与演绎推理.教师版
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1、 1 题型一:合情推理 【例1】迄今为止,人类已借助“网格计算”技术找到了 630 万位的最大质数。小王发现 由 8 个质数组成的数列 41,43,47,53,61,71,83,97 的一个通项公式, 并根据通项公式得出数列的后几项,发现它们也是质数。小王欣喜万分,但小 王按得出的通项公式,再往后写几个数发现它们不是质数。他写出不是质数的 一个数是 ( ) A1643 B1679 C1681 D1697 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 观察可知: 2132431 2,4,6,2(1), nn aaaaaaaan 累加可得: 1 (1)(222)(1) 2
2、42(1) 22 n nnnn aan , 2 41, 22 n nn a 验证可知 1681 符合此式,且 41 41=1681。 【答案】C。 【例2】下面给出了关于复数的四种类比推理: 复数的加减法运算可以类比多项式的加减法运算法则; 由向量 A 的性质|A|2=A2类比得到复数 z 的性质|z|2=z2; 方程),(0 2 Rcbacbxax有两个不同实数根的条件是04 2 acb 可以类比得到:方程),(0 2 Ccbacbzaz有两个不同复数根的条件是 04 2 acb; 由向量加法的几何意义可以类比得到复数加法的几何意义. 其中类比错误的是 ( ) A. B. C. D. 【考点
3、】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 典例分析 板块一.合情推理与 演绎推理 2 【关键词】无 【解析】 由复数的性质可知。 【答案】D 。 【例3】定义ADDCCBBA,的运算分别对应下图中的(1)、(2)、(3)、(4), 那么下图中的 (A) 、 (B) 所对应的运算结果可能是 ( ) (1) (2) (3) (4) (A) (B) A.DADB, B.CADB, C.DACB, D.DADC, 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 【答案】B。 【例4】在平面几何里,有勾股定理:“设 ABC 的两边 AB,AC 互相垂直,则 AB2+AC2=BC2
4、”拓展到空间,类比平面几何的勾股定理,“设三棱锥 ABCD 的 三个侧面 ABC、ACD、ADB 两两相互垂直,则可得” ( ) (A) 222222 ABACADBCCDBD (B)BCDADBACDABCSSSS 2222 (C) 2222 BCDADBACDABC SSSS (D) 222222 ABACADBCCDBD 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 关于空间问题与平面问题的类比,通常可抓住几何要素的如下对应关系作对 比: 多面体 多边形; 面 边 体 积 面 积 ; 二面角 平面角 面 积 线段长; 由此,可类比猜测本题的答案: 2 ABC S
5、 2 ACD S 2 ADB S 2 BCD S 【答案】 (C) 。 【例5】已知 2 ( ) (1),(1)1 ( )2 f x f xf f x N*x(),猜想(f x)的表达式为 ( ) 3 A. 4 ( ) 22 x f x B. 2 ( ) 1 f x x C. 1 ( ) 1 f x x D. 2 ( ) 21 f x x 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 归纳猜想 【答案】 (B) 。 【例6】观察下列数:1,3,2,6,5,15,14,x,y,z,122,中 x,y,z 的值依次是 ( ) (A) 42,41,123; (B) 13,3
6、9,123; (C)24,23,123; (D)28,27,123. 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 (A) 观察各项我们可以发现:x 为前一项的 3 倍即 14 3,y 为前一项减 1,z 为前一项的 3 倍,故应选 42,41,123 【答案】 (A) 。 【例7】观察下列数的特点 1,2,2,3,3,3,4,4,4,4, 中,第 100 项是( ) (A) 10 (B) 13 (C) 14 (D) 100 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 由规律可得:数字相同的数依次个数为 1,2,3,4,n 由 (1) 2
7、n n 100(Nn )得,14n ,所以应选 【答案】 (C) 【例8】设 22 1 )( x xf,利用课本中推导等差数列前 n 项和公式的方法,可求得 )6()5()0()4()5(fffff的值为 ( ) A、2 B、22 C、32 D、42 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 2 2 )1 ()(xfxf。 【答案】C。 【例9】平面上有n个圆,其中每两个都相交于两点,每三个都无公共点,它们将平面 分成)(nf块区域,有8)3(, 4)2(, 2) 1 (fff,则)(nf的表达式为 ( ) A、 n 2 B、2 2 nn C、)3)(2)(1(2
8、nnn n D、4105 23 nnn 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 4 【解析】 由nnfnfffffff2)() 1(, 6) 3()4(, 4)2() 3(, 2) 1 ()2(猜测,利用累加法, 得2)( 2 nnnf。 【答案】B。 【例10】在数列 1,2,2,3,3,3,4,4,4,4,中,第 25 项为 ( ) A25 B6 C7 D8 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 对于 (1) 2 n n 中,当6n 时,有 67 21 2 ,所以第项是。 【答案】C。 【例11】如图,椭圆中心在坐标原点,F为左焦点,
9、当FBAB时,其离心率为 51 2 ,此 类椭圆被称为“黄金椭圆”.类比“黄金椭圆”,可推算出”黄金双曲线”的离心率e 等于 ( ) A. 51 2 B. 51 2 C.51 D.51 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 猜想出“黄金双曲线”的离心率e等于 51 2 .事实上对直角ABF应用勾股定 理,得 222 AFBFAB,即有 22222 ()()()acbcab, 注意到 222 bca, c e a ,变形得 2 10ee ,从而e 51 2 . 【答案】A。 【例12】观察式子: 2 13 1 22 , 22 115 1 233 , 222 11
10、17 1 2344 ,则可归纳出式 子为( ) A、 12 11 3 1 2 1 1 222 n n B、 12 11 3 1 2 1 1 222 n n O x A B F y 5 C、 n n n 121 3 1 2 1 1 222 D、 12 21 3 1 2 1 1 222 n n n 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】选择 【关键词】无 【解析】 用2n 代入选项判断。 【答案】C。 【例13】公比为4的等比数列 n b中,若 n T是数列 n b的前n项积,则有 203040 102030 , TTT TTT 也 成等比数列,且公比为 100 4;类比上述结论,相应地在公差
11、为3的等差数列 n a 中,若 n S是 n a的前n项和,则数列 也成等差数列,且公 差为 。 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】无 【解析】 采用解法类比。 【答案】 2010 SS, 3020 SS, 4030 SS;300。 【例14】考察下列一组不等式: 33224433553223 25252 5 ,25252 5 ,252525 , .将上述不等 式在左右两端仍为两项和的情况下加以推广,使以上的不等式成为推广不等式 的特例,则推广的不等式可以是_. 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】无 【解析】 【答案】0, 0, nmbababa
12、baba mnnmnmnm (或nmbaba, 0,为正 整数) 。填 mnnmnmnm 525252 以及是否注明字母的取值符号和关系, 也行。 【例15】如下图,第(1)个多边形是由正三角形“扩展“而来,第(2)个多边形是由正 四边形“扩展”而来,如此类推.设由正n边形“扩展”而来的多边形的边数为 n a,则 6 a ; 99 1111 345 aaaa . 6 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】无 【解析】 【答案】42; 300 97 。 【例16】古希腊数学家把数 1,3,6,10,15,21,叫做三角数,它有一定的规律 性,第 30 个三角数与第 28 个三
13、角数的差为 。 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】无 【解析】 记这一系列三角数构成数列 n a,则由, 4, 3, 2 342312 aaaaaa归纳猜测 29,30 28292930 aaaa,两式相加得59 2830 aa。或由 321, 21, 1 321 aaa,猜测nan21。 【答案】59。 【例17】数列 n a是正项等差数列, 若 123 23 123 n n aaana b n , 则数列 n b也为等差 数列. 类比上述结论,写出正项等比数列 n c,若 n d= ,则数列 n d 也为等比数列. 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【
14、关键词】无 【解析】 【答案】 1 23 1 2 3 123 () n n n c ccc 。 【例18】在一次珠宝展览会上,某商家展出一套珠宝首饰,第一件首饰是 1 颗珠宝, 第二 件首饰是由6颗珠宝构成如图1所示的正六边形, 第三件首饰是由15颗珠宝构 成如图2所示的正六边形, 第四件首饰是由28颗珠宝构成如图3所示的正六边 形, 第五件首饰是由45颗珠宝构成如图4所示的正六边形, 以后每件首饰都 在前一件上,按照这种规律增加一定数量的珠宝,使它构成更大的正六 边形,依此推断第 6 件首饰上应有_颗珠宝;则前n件首饰所 用珠宝总数为_颗.(结果用n表示) 7 【考点】合情推理 【难度】2
15、星 【题型】填空 【关键词】无 【解析】 利用归纳推理知。 【答案】66, 1 41 6 n nn 。 【例19】在平面上,我们如果用一条直线去截正方形的一个角,那么截下的一个直角三 角形,按图所标边长,由勾股定理有: 222. cab 设想正方形换成正方体,把截线换成如图的截面,这时从正方体上截下三条侧 棱两两垂直的三棱锥OLMN,如果用 123 ,s s s表示三个侧面面积, 4 s表示截面 面积,那么你类比得到的结论是 . L N M O c b a 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】无 【解析】 【答案】 2222 1234 SSSS。 【例20】对于平面几何中
16、的命题“如果两个角的两边分别对应垂直,那么这两个角相等或 互补”,在立体几何中,类比上述命题,可以得到命题: 。 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】无 【解析】 【答案】由类比推理 如果两个二面角的两个半平面分别对应垂直,则这两个二面角相 等或互补 图 1 图 2 图 3 图 4 8 【例21】依次有下列等式: 222 576543 ,3432 ,11,按此规律下去, 第 8 个等式为 。 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】无 【解析】 归纳猜想 【答案】8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+19+20+21+22= 2
17、15 【例22】在等差数列 n a中,若0 10 a,则有等式 n aaa 211219 (19 ,)N n aaann 成立,类比上述性质,相应 地:在等比数列 n b中,若1 9 b,则有等式 成立. 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】2000 年,上海,高考 【解析】 事实上,对等差数列 n a,如果0 k a ,则 121222nknnkn aaaa 0 kk aa. 所以有: 12n aaa 1212 ( nnn aaaaa 2221knkn aa ) ( * 21,nknN). 从而对等比数列 n b,如果1 k b ,则有等式: * 1 21 221 (2
18、1,)N nkn bbbbbbnkn 成立 【答案】猜测本题的答案为: * 1 21 217 (17 ,).N nn bbbbbbnn 【例23】将杨辉三角中的奇数换成 1,偶数换成 0,得到如图所示的 0-1 三角数表从 上往下数,第 1 次全行的数都为 1 的是第 1 行,第 2 次全行的数都为 1 的是第 3行, , 第n次全行的数都为1的是第_行; 第61行中1的个数是_ 第 1 行 1 1 第 2 行 1 0 1 第 3 行 1 1 1 1 第 4 行 1 0 0 0 1 第 5 行 1 1 0 0 1 1 9 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】2007 年,
19、湖南,高考 【解析】由不完全归纳法知,全行都为 1 的是第21 n 行; 由 6 2163 知第 63 行共有 64 个 1,逆推知第 62 行共有 32 个 1,第 61 行 共有 32 个 1 【答案】21 n ,32 【例24】在平面几何里,可以得出正确结论:“正三角形的内切圆半径等于这正三角形 的高的 1 3 ”。拓展到空间,类比平面几何的上述结论,则正四面体的内切球半 径等于这个正四面体的高的 。 【考点】合情推理 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】无 【解析】 采用解法类比。 【答案】hr 4 1 。 【例25】已知: 222 3 sin 30sin 90sin 150 2
20、; 222 3 sin 5sin 65sin 125 2 通过观察 上述两等式的规律,请你写出一般性的命题: _= 3 2 ( * ) 并给出( * )式的证明。 【考点】合情推理 【难度】3 星 【题型】解答 【关键词】无 【解析】 左边 = 1 cos21 cos(2120 )1 cos(2240 ) 222 = 31cos2 cos(2120 )cos(2240 ) 22 = 31cos2 cos2 cos120sin2 sin120cos2cos240 22 sin2 sin240 = 3113133 cos2cos2sin2cos2sin2 2222222 右边 (将一般形式写成 2
21、22 3 sin (60 )sinsin (60 ), 2 222 3 sin (240 )sin (120 )sin 2 等均正确。 ) 【答案】一般形式: 222 3 sinsin (60 )sin (120 ) 2 【例26】观察以下各等式: 202000 3 sin 30cos 60sin30 cos60 4 10 202000 3 sin 20cos 50sin20 cos50 4 202000 3 sin 15cos 45sin15 cos45 4 ,分析上述各式的共同特点,猜想出反映一 般规律的等式,并对等式的正确性作出证明。 【考点】合情推理 【难度】3 星 【题型】解答 【关
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