2018版數(shù)學(理)(人教)大復習講義第十三章推理與證明、算法、復數(shù)13.2含答案_第1頁
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學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精1.直接證明(1)綜合法①定義:一般地,利用已知條件和某些數(shù)學定義、公理、定理等,經(jīng)過一系列的推理論證,最后推導出所要證明的結論成立,這種證明方法叫做綜合法.②框圖表示:eq\x(P?Q1)→eq\x(Q1?Q2)→eq\x(Q2?Q3)→…→eq\x(Qn?Q)(其中P表示已知條件、已有的定義、公理、定理等,Q表示所要證明的結論).③思維過程:由因導果.(2)分析法①定義:一般地,從要證明的結論出發(fā),逐步尋求使它成立的充分條件,直至最后,把要證明的結論歸結為判定一個明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等)為止,這種證明方法叫做分析法.②框圖表示:eq\x(Q?P1)→eq\x(P1?P2)→eq\x(P2?P3)→…→eq\x(得到一個明顯成立的條件)(其中Q表示要證明的結論).③思維過程:執(zhí)果索因.2.間接證明反證法:一般地,假設原命題不成立(即在原命題的條件下,結論不成立),經(jīng)過正確的推理,最后得出矛盾,因此說明假設錯誤,從而證明原命題成立的證明方法.【思考辨析】判斷下列結論是否正確(請在括號中打“√”或“×")(1)綜合法是直接證明,分析法是間接證明.(×)(2)分析法是從要證明的結論出發(fā),逐步尋找使結論成立的充要條件.(×)(3)用反證法證明結論“a〉b”時,應假設“a<b”.(×)(4)反證法是指將結論和條件同時否定,推出矛盾.(×)(5)在解決問題時,常常用分析法尋找解題的思路與方法,再用綜合法展現(xiàn)解決問題的過程.(√)(6)證明不等式eq\r(2)+eq\r(7)〈eq\r(3)+eq\r(6)最合適的方法是分析法.(√)1.若a,b,c為實數(shù),且a<b<0,則下列命題正確的是()A.a(chǎn)c2〈bc2 B.a(chǎn)2>ab>b2C.eq\f(1,a)〈eq\f(1,b) D。eq\f(b,a)>eq\f(a,b)答案B解析a2-ab=a(a-b),∵a〈b<0,∴a-b〈0,∴a2-ab〉0,∴a2〉ab.①又ab-b2=b(a-b)〉0,∴ab>b2,②由①②得a2>ab>b2。2.(2016·北京)袋中裝有偶數(shù)個球,其中紅球、黑球各占一半.甲、乙、丙是三個空盒,每次從袋中任意取出兩個球,將其中一個球放入甲盒,如果這個球是紅球,就將另一個球放入乙盒,否則就放入丙盒.重復上述過程,直到袋中所有球都被放入盒中,則()A.乙盒中黑球不多于丙盒中黑球B.乙盒中紅球與丙盒中黑球一樣多C.乙盒中紅球不多于丙盒中紅球D.乙盒中黑球與丙盒中紅球一樣多答案B解析取兩個球往盒子中放有4種情況:①紅+紅,則乙盒中紅球數(shù)加1;②黑+黑,則丙盒中黑球數(shù)加1;③紅+黑(紅球放入甲盒中),則乙盒中黑球數(shù)加1;④黑+紅(黑球放入甲盒中),則丙盒中紅球數(shù)加1.因為紅球和黑球個數(shù)一樣,所以①和②的情況一樣多.③和④的情況完全隨機,③和④對B選項中的乙盒中的紅球數(shù)與丙盒中的黑球數(shù)沒有任何影響.①和②出現(xiàn)的次數(shù)是一樣的,所以對B選項中的乙盒中的紅球數(shù)與丙盒中的黑球數(shù)的影響次數(shù)一樣.綜上選B.3.要證a2+b2-1-a2b2≤0,只要證明()A.2ab-1-a2b2≤0B.a(chǎn)2+b2-1-eq\f(a4+b4,2)≤0C。eq\f(a+b2,2)-1-a2b2≤0D.(a2-1)(b2-1)≥0答案D解析a2+b2-1-a2b2≤0?(a2-1)(b2-1)≥0。4.如果aeq\r(a)+beq\r(b)〉aeq\r(b)+beq\r(a),則a、b應滿足的條件是__________________________.答案a≥0,b≥0且a≠b解析∵aeq\r(a)+beq\r(b)-(aeq\r(b)+beq\r(a))=eq\r(a)(a-b)+eq\r(b)(b-a)=(eq\r(a)-eq\r(b))(a-b)=(eq\r(a)-eq\r(b))2(eq\r(a)+eq\r(b)).∴當a≥0,b≥0且a≠b時,(eq\r(a)-eq\r(b))2(eq\r(a)+eq\r(b))〉0?!郺eq\r(a)+beq\r(b)〉aeq\r(b)+beq\r(a)成立的條件是a≥0,b≥0且a≠b。5.(2016·青島模擬)如果函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是凸函數(shù),則對于區(qū)間D內的任意x1,x2,…,xn,有eq\f(fx1+fx2+…+fxn,n)≤f(eq\f(x1+x2+…+xn,n)),已知函數(shù)y=sinx在區(qū)間(0,π)上是凸函數(shù),則在△ABC中,sinA+sinB+sinC的最大值為________.答案eq\f(3\r(3),2)解析∵f(x)=sinx在區(qū)間(0,π)上是凸函數(shù),且A、B、C∈(0,π).∴eq\f(fA+fB+fC,3)≤f(eq\f(A+B+C,3))=f(eq\f(π,3)),即sinA+sinB+sinC≤3sineq\f(π,3)=eq\f(3\r(3),2),∴sinA+sinB+sinC的最大值為eq\f(3\r(3),2)。題型一綜合法的應用例1(2016·重慶模擬)設a,b,c均為正數(shù),且a+b+c=1。證明:(1)ab+bc+ac≤eq\f(1,3);(2)eq\f(a2,b)+eq\f(b2,c)+eq\f(c2,a)≥1。證明(1)由a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ac,得a2+b2+c2≥ab+bc+ca,由題設得(a+b+c)2=1,即a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=1。所以3(ab+bc+ca)≤1,即ab+bc+ca≤eq\f(1,3)。(2)因為eq\f(a2,b)+b≥2a,eq\f(b2,c)+c≥2b,eq\f(c2,a)+a≥2c,故eq\f(a2,b)+eq\f(b2,c)+eq\f(c2,a)+(a+b+c)≥2(a+b+c),即eq\f(a2,b)+eq\f(b2,c)+eq\f(c2,a)≥a+b+c.所以eq\f(a2,b)+eq\f(b2,c)+eq\f(c2,a)≥1。思維升華(1)綜合法是“由因導果”的證明方法,它是一種從已知到未知(從題設到結論)的邏輯推理方法,即從題設中的已知條件或已證的真實判斷(命題)出發(fā),經(jīng)過一系列中間推理,最后導出所要求證結論的真實性.(2)綜合法的邏輯依據(jù)是三段論式的演繹推理.對于定義域為[0,1]的函數(shù)f(x),如果同時滿足:①對任意的x∈[0,1],總有f(x)≥0;②f(1)=1;③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,都有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)成立,則稱函數(shù)f(x)為理想函數(shù).(1)若函數(shù)f(x)為理想函數(shù),證明:f(0)=0;(2)試判斷函數(shù)f(x)=2x(x∈[0,1]),f(x)=x2(x∈[0,1]),f(x)=eq\r(x)(x∈[0,1])是不是理想函數(shù).(1)證明取x1=x2=0,則x1+x2=0≤1,∴f(0+0)≥f(0)+f(0),∴f(0)≤0。又對任意的x∈[0,1],總有f(x)≥0,∴f(0)≥0.于是f(0)=0.(2)解對于f(x)=2x,x∈[0,1],f(1)=2不滿足新定義中的條件②,∴f(x)=2x(x∈[0,1])不是理想函數(shù).對于f(x)=x2,x∈[0,1],顯然f(x)≥0,且f(1)=1。對任意的x1,x2∈[0,1],x1+x2≤1,f(x1+x2)-f(x1)-f(x2)=(x1+x2)2-xeq\o\al(2,1)-xeq\o\al(2,2)=2x1x2≥0,即f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2).∴f(x)=x2(x∈[0,1])是理想函數(shù).對于f(x)=eq\r(x),x∈[0,1],顯然滿足條件①②。對任意的x1,x2∈[0,1],x1+x2≤1,有f2(x1+x2)-[f(x1)+f(x2)]2=(x1+x2)-(x1+2eq\r(x1x2)+x2)=-2eq\r(x1x2)≤0,即f2(x1+x2)≤[f(x1)+f(x2)]2.∴f(x1+x2)≤f(x1)+f(x2),不滿足條件③.∴f(x)=eq\r(x)(x∈[0,1])不是理想函數(shù).綜上,f(x)=x2(x∈[0,1])是理想函數(shù),f(x)=2x(x∈[0,1])與f(x)=eq\r(x)(x∈[0,1])不是理想函數(shù).題型二分析法的應用例2已知函數(shù)f(x)=tanx,x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),若x1,x2∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),且x1≠x2,求證:eq\f(1,2)[f(x1)+f(x2)]>feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1+x2,2)))。證明要證eq\f(1,2)[f(x1)+f(x2)]>feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1+x2,2))),即證明eq\f(1,2)(tanx1+tanx2)〉taneq\f(x1+x2,2),只需證明eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(sinx1,cosx1)+\f(sinx2,cosx2)))>taneq\f(x1+x2,2),只需證明eq\f(sinx1+x2,2cosx1cosx2)>eq\f(sinx1+x2,1+cosx1+x2)。由于x1,x2∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),故x1+x2∈(0,π).所以cosx1cosx2〉0,sin(x1+x2)〉0,1+cos(x1+x2)>0,故只需證明1+cos(x1+x2)>2cosx1cosx2,即證1+cosx1cosx2-sinx1sinx2>2cosx1cosx2,即證cos(x1-x2)<1。由x1,x2∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),x1≠x2知上式顯然成立,因此eq\f(1,2)[f(x1)+f(x2)]〉feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1+x2,2))).引申探究若本例中f(x)變?yōu)閒(x)=3x-2x,試證:對于任意的x1,x2∈R,均有eq\f(fx1+fx2,2)≥feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1+x2,2))).證明要證明eq\f(fx1+fx2,2)≥feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1+x2,2))),即證明≥-2·eq\f(x1+x2,2),因此只要證明-(x1+x2)≥-(x1+x2),即證明≥,因此只要證明≥,由于x1,x2∈R時,>0,>0,由基本不等式知≥顯然成立,故原結論成立.思維升華(1)逆向思考是用分析法證題的主要思想,通過反推,逐步尋找使結論成立的充分條件.正確把握轉化方向是使問題順利獲解的關鍵.(2)證明較復雜的問題時,可以采用兩頭湊的辦法,即通過分析法找出某個與結論等價(或充分)的中間結論,然后通過綜合法證明這個中間結論,從而使原命題得證.(2017·重慶月考)設a〉0,b〉0,2c〉a+b,求證:(1)c2>ab;(2)c-eq\r(c2-ab)〈a〈c+eq\r(c2-ab)。證明(1)∵a>0,b>0,2c>a+b≥2eq\r(ab),∴c>eq\r(ab),平方得c2>ab。(2)要證c-eq\r(c2-ab)<a<c+eq\r(c2-ab),只要證-eq\r(c2-ab)〈a-c<eq\r(c2-ab),即證|a-c|<eq\r(c2-ab),即(a-c)2<c2-ab。∵(a-c)2-c2+ab=a(a+b-2c)〈0成立,∴原不等式成立.題型三反證法的應用命題點1證明否定性命題例3等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=1+eq\r(2),S3=9+3eq\r(2).(1)求數(shù)列{an}的通項an與前n項和Sn;(2)設bn=eq\f(Sn,n)(n∈N*),求證:數(shù)列{bn}中任意不同的三項都不可能成為等比數(shù)列.(1)解由已知得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a1=\r(2)+1,,3a1+3d=9+3\r(2),))∴d=2,故an=2n-1+eq\r(2),Sn=n(n+eq\r(2)).(2)證明由(1)得bn=eq\f(Sn,n)=n+eq\r(2).假設數(shù)列{bn}中存在三項bp,bq,br(p,q,r∈N*,且互不相等)成等比數(shù)列,則beq\o\al(2,q)=bpbr,即(q+eq\r(2))2=(p+eq\r(2))(r+eq\r(2)).∴(q2-pr)+eq\r(2)(2q-p-r)=0。∵p,q,r∈N*,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(q2-pr=0,,2q-p-r=0。))∴(eq\f(p+r,2))2=pr,即(p-r)2=0?!鄍=r,與p≠r矛盾.∴假設不成立,即數(shù)列{bn}中任意不同的三項都不可能成為等比數(shù)列.命題點2證明存在性問題例4(2016·濟南模擬)若f(x)的定義域為[a,b],值域為[a,b](a<b),則稱函數(shù)f(x)是[a,b]上的“四維光軍”函數(shù).(1)設g(x)=eq\f(1,2)x2-x+eq\f(3,2)是[1,b]上的“四維光軍”函數(shù),求常數(shù)b的值;(2)是否存在常數(shù)a,b(a〉-2),使函數(shù)h(x)=eq\f(1,x+2)是區(qū)間[a,b]上的“四維光軍"函數(shù)?若存在,求出a,b的值;若不存在,請說明理由.解(1)由題設得g(x)=eq\f(1,2)(x-1)2+1,其圖象的對稱軸為x=1,區(qū)間[1,b]在對稱軸的右邊,所以函數(shù)在區(qū)間[1,b]上單調遞增.由“四維光軍”函數(shù)的定義可知,g(1)=1,g(b)=b,即eq\f(1,2)b2-b+eq\f(3,2)=b,解得b=1或b=3。因為b〉1,所以b=3.(2)假設函數(shù)h(x)=eq\f(1,x+2)在區(qū)間[a,b](a〉-2)上是“四維光軍”函數(shù),因為h(x)=eq\f(1,x+2)在區(qū)間(-2,+∞)上單調遞減,所以有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ha=b,,hb=a,))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,a+2)=b,,\f(1,b+2)=a,))解得a=b,這與已知矛盾.故不存在.命題點3證明唯一性命題例5已知M是由滿足下述條件的函數(shù)構成的集合:對任意f(x)∈M,①方程f(x)-x=0有實數(shù)根;②函數(shù)f(x)的導數(shù)f′(x)滿足0〈f′(x)<1.(1)判斷函數(shù)f(x)=eq\f(x,2)+eq\f(sinx,4)是不是集合M中的元素,并說明理由;(2)集合M中的元素f(x)具有下面的性質:若f(x)的定義域為D,則對于任意[m,n]?D,都存在x0∈(m,n),使得等式f(n)-f(m)=(n-m)f′(x0)成立.試用這一性質證明:方程f(x)-x=0有且只有一個實數(shù)根.(1)解①當x=0時,f(0)=0,所以方程f(x)-x=0有實數(shù)根0;②f′(x)=eq\f(1,2)+eq\f(1,4)cosx,所以f′(x)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,4),\f(3,4))),滿足條件0〈f′(x)<1。由①②可得,函數(shù)f(x)=eq\f(x,2)+eq\f(sinx,4)是集合M中的元素.(2)證明假設方程f(x)-x=0存在兩個實數(shù)根α,β(α≠β),則f(α)-α=0,f(β)-β=0。不妨設α〈β,根據(jù)題意存在c∈(α,β),滿足f(β)-f(α)=(β-α)f′(c).因為f(α)=α,f(β)=β,且α≠β,所以f′(c)=1。與已知0<f′(x)<1矛盾.又f(x)-x=0有實數(shù)根,所以方程f(x)-x=0有且只有一個實數(shù)根.思維升華應用反證法證明數(shù)學命題,一般有以下幾個步驟:第一步:分清命題“p?q"的條件和結論;第二步:作出與命題結論q相反的假設綈q;第三步:由p和綈q出發(fā),應用正確的推理方法,推出矛盾結果;第四步:斷定產(chǎn)生矛盾結果的原因在于開始所作的假設綈q不真,于是原結論q成立,從而間接地證明了命題p?q為真.所說的矛盾結果,通常是指推出的結果與已知公理、已知定義、已知定理或已知事實矛盾,與臨時假設矛盾以及自相矛盾等都是矛盾結果.已知二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c(a>0)的圖象與x軸有兩個不同的交點,若f(c)=0,且0〈x〈c時,f(x)>0.(1)證明:eq\f(1,a)是函數(shù)f(x)的一個零點;(2)試用反證法證明eq\f(1,a)>c.證明(1)∵f(x)的圖象與x軸有兩個不同的交點,∴f(x)=0有兩個不等實根x1,x2,∵f(c)=0,∴x1=c是f(x)=0的根,又x1x2=eq\f(c,a),∴x2=eq\f(1,a)(eq\f(1,a)≠c),∴eq\f(1,a)是f(x)=0的一個根.即eq\f(1,a)是函數(shù)f(x)的一個零點.(2)假設eq\f(1,a)<c,又eq\f(1,a)>0,由0〈x<c時,f(x)>0,知f(eq\f(1,a))>0,與f(eq\f(1,a))=0矛盾,∴eq\f(1,a)≥c,又∵eq\f(1,a)≠c,∴eq\f(1,a)>c。26.反證法在證明題中的應用典例(12分)直線y=kx+m(m≠0)與橢圓W:eq\f(x2,4)+y2=1相交于A、C兩點,O是坐標原點.(1)當點B的坐標為(0,1),且四邊形OABC為菱形時,求AC的長;(2)當點B在W上且不是W的頂點時,證明:四邊形OABC不可能為菱形.思想方法指導在證明否定性問題,存在性問題,唯一性問題時常考慮用反證法證明,應用反證法需注意:(1)掌握反證法的證明思路及證題步驟,正確作出假設是反證法的基礎,應用假設是反證法的基本手段,得到矛盾是反證法的目的.(2)當證明的結論和條件聯(lián)系不明顯、直接證明不清晰或正面證明分類較多、而反面情況只有一種或較少時,常采用反證法.(3)利用反證法證明時,一定要回到結論上去.規(guī)范解答(1)解因為四邊形OABC為菱形,則AC與OB相互垂直平分.由于O(0,0),B(0,1),所以設點Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t,\f(1,2))),代入橢圓方程得eq\f(t2,4)+eq\f(1,4)=1,則t=±eq\r(3),故|AC|=2eq\r(3).[4分](2)證明假設四邊形OABC為菱形,因為點B不是W的頂點,且AC⊥OB,所以k≠0。由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2+4y2=4,,y=kx+m,))消y并整理得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0。[6分]設A(x1,y1),C(x2,y2),則eq\f(x1+x2,2)=-eq\f(4km,1+4k2),eq\f(y2+y2,2)=k·eq\f(x1+x2,2)+m=eq\f(m,1+4k2)。所以AC的中點為Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(-4km,1+4k2),\f(m,1+4k2)))。[8分]因為M為AC和OB的交點,且m≠0,k≠0,所以直線OB的斜率為-eq\f(1,4k),因為k·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4k)))=-eq\f(1,4)≠-1,所以AC與OB不垂直.[10分]所以OABC不是菱形,與假設矛盾.所以當點B不是W的頂點時,四邊形OABC不可能是菱形.[12分]1.(2017·泰安質檢)用反證法證明命題“設a,b為實數(shù),則方程x2+ax+b=0至少有一個實根”時,要做的假設是()A.方程x2+ax+b=0沒有實根B.方程x2+ax+b=0至多有一個實根C.方程x2+ax+b=0至多有兩個實根D.方程x2+ax+b=0恰好有兩個實根答案A解析因為“方程x2+ax+b=0至少有一個實根”等價于“方程x2+ax+b=0有一個實根或兩個實根”,所以該命題的否定是“方程x2+ax+b=0沒有實根”.故選A。2.(2016·山西質量監(jiān)測)對累乘運算Π有如下定義:eq\o(Π,\s\up6(n),\s\do4(k=1))ak=a1×a2×…×an,則下列命題中的真命題是()A。eq\o(Π,\s\up6(1007),\s\do4(k=1))2k不能被10100整除B.eq\f(\o(Π,\s\up6(2015),\s\do4(k=1))4k-2,\o(Π,\s\up6(2014),\s\do4(k=1))2k-1)=22015C。eq\o(Π,\s\up6(1008),\s\do4(k=1))(2k-1)不能被5100整除D.eq\o(Π,\s\up6(1008),\s\do4(k=1))(2k-1)eq\o(Π,\s\up6(1007),\s\do4(k=1))2k=eq\o(Π,\s\up6(2015),\s\do4(k=1))k答案D解析因為eq\o(Π,\s\up6(1008),\s\do4(k=1))(2k-1)eq\o(Π,\s\up6(1007),\s\do4(k=1))2k=(1×3×5×…×2015)×(2×4×6×…×2014)=1×2×3×…×2014×2015=eq\o(Π,\s\up6(2015),\s\do4(k=1))k,故選D.3.(2017·上饒月考)設x,y,z〉0,則三個數(shù)eq\f(y,x)+eq\f(y,z),eq\f(z,x)+eq\f(z,y),eq\f(x,z)+eq\f(x,y)()A.都大于2 B.至少有一個大于2C.至少有一個不小于2 D.至少有一個不大于2答案C解析因為(eq\f(y,x)+eq\f(y,z))+(eq\f(z,x)+eq\f(z,y))+(eq\f(x,z)+eq\f(x,y))=(eq\f(y,x)+eq\f(x,y))+(eq\f(y,z)+eq\f(z,y))+(eq\f(z,x)+eq\f(x,z))≥6,當且僅當x=y(tǒng)=z時等號成立.所以三個數(shù)中至少有一個不小于2,故選C.4.①已知p3+q3=2,證明:p+q≤2。用反證法證明時,可假設p+q≥2;②若a,b∈R,|a|+|b|〈1,求證:方程x2+ax+b=0的兩根的絕對值都小于1。用反證法證明時可假設方程有一根x1的絕對值大于或等于1,即假設|x1|≥1.以下結論正確的是()A.①與②的假設都錯誤B.①的假設正確;②的假設錯誤C.①與②的假設都正確D.①的假設錯誤;②的假設正確答案D解析對于①,結論的否定是p+q〉2,故①中的假設錯誤;對于②,其假設正確,故選D.5.設a,b是兩個實數(shù),給出下列條件:①a+b〉1;②a+b=2;③a+b〉2;④a2+b2〉2;⑤ab〉1.其中能推出:“a,b中至少有一個大于1”的條件是()A.②③ B.①②③C.③ D.③④⑤答案C解析若a=eq\f(1,2),b=eq\f(2,3),則a+b〉1,但a〈1,b<1,故①推不出;若a=b=1,則a+b=2,故②推不出;若a=-2,b=-3,則a2+b2〉2,故④推不出;若a=-2,b=-3,則ab>1,故⑤推不出;對于③,即a+b>2,則a,b中至少有一個大于1,反證法:假設a≤1且b≤1,則a+b≤2與a+b〉2矛盾,因此假設不成立,a,b中至少有一個大于1.6.(2016·河南三市聯(lián)考)設n為正整數(shù),f(n)=1+eq\f(1,2)+eq\f(1,3)+…+eq\f(1,n),計算得f(2)=eq\f(3,2),f(4)〉2,f(8)〉eq\f(5,2),f(16)〉3。觀察上述結果,按照上面規(guī)律,可推測f(128)>________。答案eq\f(9,2)解析觀察f(2)=eq\f(3,2),f(4)〉2,f(8)>eq\f(5,2),f(16)〉3可知,等式及不等式右邊的數(shù)構成首項為eq\f(3,2),公差為eq\f(1,2)的等差數(shù)列,故f(128)>eq\f(3,2)+6×eq\f(1,2)=eq\f(9,2)。7.(2016·全國甲卷)有三張卡片,分別寫有1和2,1和3,2和3。甲,乙,丙三人各取走一張卡片,甲看了乙的卡片后說:“我與乙的卡片上相同的數(shù)字不是2”,乙看了丙的卡片后說:“我與丙的卡片上相同的數(shù)字不是1",丙說:“我的卡片上的數(shù)字之和不是5",則甲的卡片上的數(shù)字是________.答案1和3解析由丙說:“我的卡片上的數(shù)字之和不是5”可知,丙為“1和2”或“1和3”,又乙說“我與丙的卡片上相同的數(shù)字不是1”,所以乙只可能為“2和3”,又甲說“我與乙的卡片上相同的數(shù)字不是2”,所以甲只能為“1和3”.8.若二次函數(shù)f(x)=4x2-2(p-2)x-2p2-p+1,在區(qū)間[-1,1]內至少存在一點c,使f(c)>0,則實數(shù)p的取值范圍是____________.答案eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3,\f(3,2)))解析若二次函數(shù)f(x)≤0在區(qū)間[-1,1]內恒成立,則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(f-1=-2p2+p+1≤0,,f1=-2p2-3p+9≤0,))解得p≤-3或p≥eq\f(3,2),故滿足題干條件的p的取值范圍為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3,\f(3,2)))。9.已知a>0,證明:eq\r(a2+\f(1,a2))-eq\r(2)≥a+eq\f(1,a)-2。證明要證eq\r(a2+\f(1,a2))-eq\r(2)≥a+eq\f(1,a)-2,只需證eq\r(a2+\f(1,a2))≥(a+eq\f(1,a))-(2-eq\r(2)).因為a>0,所以(a+eq\f(1,a))-(2-eq\r(2))〉0,所以只需證(eq\r(a2+\f(1,a2)))2≥[(a+eq\f(1,a))-(2-eq\r(2))]2,即2(2-eq\r(2))(a+eq\f(1,a))≥8-4eq\r(2),只需證a+eq\f(1,a)≥2.因為a>0,a+eq\f(1,a)≥2顯然成立(a=eq\f(1,a)=1時等號成立),所以要證的不等式成立.10.設f(x)=ax2+bx+c(a≠0),若函數(shù)f(x+1)與f(x)的圖象關于y軸對稱,求證:f(x+eq\f(1,2))為偶函數(shù).證明由函數(shù)f(x+1)與f(x)的圖象關于y軸對稱,可知f(x+1)=f(-x).將x換成x-eq\f(1,2)代入上式可得f(x-eq\f(1,2)+1)=f[-(x-eq\f(1,2))],即f(x+eq\f(1,2))=f(-x+eq\f(1,2)),由偶函數(shù)的定義可知f(x+eq\f(1,2))為偶函數(shù).11.已知函數(shù)f(x)=ax+eq\f(x-2,x+1)(a>1).(1)證明:函數(shù)f(x)在(-1,+∞)上為增函數(shù);(2)用反證法證明方程f(x)=0沒有負數(shù)根.證明(1)任取x1,x2∈(-1,+∞),不妨設x1<x2,則x2-x1〉0。∵a〉1,∴∴又∵x1+1〉0,x2+1〉0,∴eq\f(x2-2,x2+1)-eq\f(x1-2,x1+1)=eq\f(x2-2x1+1-x1-2x2+1,x1+1x2+1)=eq\f(3x2-x1,x1+1x2+1)〉0。于是f(x2)-f(x1)=+eq\f(x2-2,x2+1)-eq\f(x1-2,x1+1)〉0,故函數(shù)f(x)在(-1,+∞)上為增函數(shù).(2)假設存在x0<0(x0≠-1)滿足f(x0)=0,則ax0=-eq\f(x0-2,x0+1).∵a〉1,∴0〈〈1,∴0<-eq\f(x0-2,x0+1)<1,即eq\f(1,2)〈x0〈2,與假設x0〈0相矛盾,故方程f(x)=0沒有負數(shù)根.12.(2015·陜西)設fn(x)是等比數(shù)列1,x,x2,…,xn的各項和,其中x>0,n∈N,n≥2。(1)證明:函數(shù)Fn(x)=fn(x)-2在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))內有且僅有一個零點(記為xn),且xn=eq\f(1,2)+eq\f(1,2)xeq\o\al(n+1,n);(2)設有一個與上述等比數(shù)列的首項、末項、項數(shù)分別相同的等差數(shù)列,其各項和為gn(x),比較fn(x)與gn(x)的大小,并加以證明.(1)證明Fn(x)=fn(x)-2=1+x+x2+…+xn-2,則Fn(1)=n-1>0,F(xiàn)neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=1+eq\f(1,2)+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))2+…+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n-2=eq\f(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n+1,1-\f(1,2))-2=-eq\f(1,2n)<0,所以Fn(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))內至少存在一個零點.又F′n(x)=1+2x+…+nxn-1>0(x>0),故Fn(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))內單調遞增,所以Fn(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))內有且僅有一個零點xn,因為xn是Fn(x)的零點,所以Fn(xn)=0,即eq\f(1-x\o\al(n+1,n),1-xn)-2=0,故xn=eq\f(1,2)+eq\f(1,2)xeq\o\al(n+1,n)。(2)解方法一由題設,gn(x)=eq\f(n+11+xn,2),設h(x)=fn(x)-gn(x)=1+x+x2+…+xn-eq\f(n+11+xn,2),x>0.當x=1時,fn(x)=gn(x);當x≠1時,h′(x)=1+2x+…+nxn-1-eq\f(nn+1xn-1,2),若0<x<1,h′(x)>xn-1+2xn-1+…+nxn-1-eq\f(nn+1,2)xn-1=eq\f(nn+1,2)xn-1-eq\f(nn+1,2)xn-1=0,若x>1,h′(x)<xn-1+2xn-1+…+nxn-1-eq\f(nn+1,2)xn-1=eq\f(nn+1,2)xn-1-eq\f(nn+1,2)xn-1=0,所以h(x)在(0,1)上遞增,在(1,+∞)上遞減,所以h(x)<h(1)=0,即fn(x)<gn(x),綜上所述,當x=1時,fn(x)=gn(x);當x≠1時,fn(x)<gn(x).方法二由題設,fn(x)=1+x+x2+…+xn,gn(x)=eq\f(n+1xn+1,2),x>0,當x=1時,fn(x)=gn(x),當x≠1時,用數(shù)學歸納法可以證明fn(x)<gn(x),①當n=2時,f2(x)-g2(x)=-eq\f(1,2)(1-x)2<0,所以f2(x)<g2(x)成立,②假設n=k(k≥2)時,不等式成立,即fk(x)<gk(x),那么,當n=k+1時,fk+1(x)=fk(x)+xk+1<gk(x)+xk+1=eq\f(k+11+xk,2)+xk+1=eq\f(2xk+1+k+1xk+k+1,2),又gk+1(x)-eq\f(2xk+1+k+1xk+k+1,2

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