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1、
第六章 推理與證明
章末質(zhì)量評估
(時間:120分鐘 滿分:150分)
一、選擇題(每小題5分,共50分)
1.學(xué)習(xí)合情推理后,甲、乙兩位同學(xué)各舉了一個例子,
甲:由“若三角形周長為l,面積為S,則其內(nèi)切圓半徑r=”類比可得“若三棱錐表面積為S,體積為V,則其內(nèi)切球半徑r=”;
乙:由“若直角三角形兩直角邊長分別為a、b,則其外接圓半徑r=”類比可得“若三棱錐三條側(cè)棱兩兩垂直,側(cè)棱長分別為a、b、c,則其外接球半徑r=”.這兩位同學(xué)類比得出的結(jié)論 ( )
A.兩人都對 B.甲錯、乙對
C.甲對、乙錯 D.兩人都錯
解析 利用等面積與等體積法可推得甲同學(xué)類比的結(jié)論
2、是正確的;把三條側(cè)棱兩兩垂直的三棱錐補成一個長方體,則此三棱錐的外接球半徑等于長方體的外接球半徑,可求得其半徑r=,因此,乙同學(xué)類比的結(jié)論是錯誤的.
答案 C
2.設(shè)S(n)=++++…+,則 ( ).
A.S(n)共有n項,當(dāng)n=2時,S(2)=+
B.S(n)共有n+1項,當(dāng)n=2時,S(2)=++
C.S(n)共有n2-n項,當(dāng)n=2時,S(2)=++
D.S(n)共有n2-n+1項,當(dāng)n=2時,S(2)=++
解析 從n到n2共有n2-n+1個自然數(shù),即S(n)共有n2-n+1項.
答案 D
3.在△ABC中,sin Asin C>cos Acos C,則△A
3、BC一定是 ( ).
A.銳角三角形 B.直角三角形
C.鈍角三角形 D.不確定
解析 由sin Asin C>cos Acos C,可得cos (A+C)<0,
∴cos B>0.但A、C不能判斷.
答案 D
4.下列三句話按三段論的模式排列順序正確的是 ( ).
①2 006能被2整除;②一切偶數(shù)都能被2整除;③2 006是偶數(shù).
A.①②③ B.②①③
C.②③① D.③②①
答案 C
5.已知a+b+c=0,則ab+bc+ca的值 ( ).
A.大于0 B.小于0
C.不小于0 D.不大于0
解析 ∵(a+
4、b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+bc+ac)=0.
又∵a2+b2+c2≥0,
∴2(ab+bc+ac)≤0.
答案 D
6.已知a,b∈R,若a≠b,且a+b=2,則 ( ).
A.1<ab< B.a(chǎn)b<1<
C.a(chǎn)b<<1 D.<ab<1
解析 ∵b=2-a,
∴ab=a(2-a)=-(a2-2a)=-(a-1)2+1<1,
===a2-2a+2=(a-1)2+1>1,故選B.
答案 B
7.下列推理是歸納推理的是 ( ).
A.A,B為定點,動點P滿足|PA|+|PB|=2a>
5、|AB|,得P的軌跡為橢圓
B.由a1=1,an=3n-1,求出S1,S2,S3,猜想出數(shù)列的前n項和Sn的表達式
C.由圓x2+y2=r2的面積πr2,猜出橢圓+=1的面積S=πab
D.科學(xué)家利用魚的沉浮原理制造潛艇
解析 從S1,S2,S3猜想出數(shù)列的前n項和Sn,是從特殊到一般的推理,所以B是歸納推理.
答案 B
8.某個命題與正整數(shù)有關(guān),如果當(dāng)n=k(k∈N+)時,該命題成立,那么可
推得當(dāng)n=k+1時命題也成立.現(xiàn)在已知當(dāng)n=5時,該命題不成立,那么可推得 ( ).
A.當(dāng)n=6時該命題不成立
B.當(dāng)n=6時該命題成立
C.當(dāng)n=4時該命題不成立
D.當(dāng)n
6、=4時該命題成立
解析 依題意,若n=4時該命題成立,則n=5時該命題成立;而n=5時該命題不成立,卻無法判斷n=6時該命題成立還是不成立,故選C.
答案 C
9.已知函數(shù)f(x)=|ln x|,若>a>b>1,則f(a),f(b),f(c)比較大小關(guān)系正確的是
( ).
A.f(c)>f(b)>f(a) B.f(b)>f(c)>f(a)
C.f(c)>f(a)>f(b) D.f(b)>f(a)>f(c)
解析 當(dāng)x>1時,f(x)=|lnx|=lnx為增函數(shù),因為>a>b>1,所
7、以f>f(a)>f(b),而f==|ln c|=f(c),所以f(c)>f(a)>f(b).
答案 C
10.若a>b>c,n∈N+,且+≥恒成立,則n的最大值為 ( ).
A.2 B.3
C.4 D.5
解析?。?
=≥=.
所以nmax=4.
或者(a-c)·
=[(a-b)+(b-c)]·
≥2·2 =4.
答案 C
二、填空題(每小題5分,共25分)
11.在數(shù)列{an}中,a1=1,且Sn,Sn+1,2S1成等差數(shù)列(Sn表示數(shù)列{an}的前
n項和),則S2,S3,S4分別為
8、__________________,猜想Sn=________.
解析 由Sn,Sn+1,2S1成等差數(shù)列,
得2Sn+1=Sn+2S1,
因為S1=a1=1,所以2Sn+1=Sn+2.
令n=1,則2S2=S1+2=1+2=3?S2=,
同理,分別令n=2,n=3,可求得S3=,S4=.
由S1=1=,S2==,
S3==,S4==,猜想Sn=.
答案:,,
12.設(shè)f(x)是定義在實數(shù)集R上的函數(shù),且滿足f(x+2)=f(x+1)-f(x),如
果f(1)=lg,f(2)=lg 15,則f(2 008)=________.
解析 由f(1)=lg=lg 15-1,
9、f(2)=lg 15,
f(3)=f(2)-f(1)=1,
f(4)=f(3)-f(2)=1-lg 15,
f(5)=f(4)-f(3)=-lg 15,
f(6)=f(5)-f(4)=-1,
f(7)=f(6)-f(5)=lg 15-1,
f(8)=f(7)-f(6)=lg 15,…,
可以猜想到,從f(7)開始,又重復(fù)了上述數(shù)值,
即f(x+6)=f(x),
∴f(2 008)=f(334×6+4)=f(4)=1-lg 15.
答案:1-lg 15
13.觀察下列等式:13+23=(1+2)2,13+23+33=(1+2+3)2,13+23+33+43
=(
10、1+2+3+4)2,…,根據(jù)上述規(guī)律,第四個等式為________.
答案 13+23+33+43+53=(1+2+3+4+5)2
14.用數(shù)學(xué)歸納法證明:1+2+3+…+n2=,則n=k+1時左端在n
=k時的左端加上________.
解析 n=k左端為1+2+3+…+k2,n=k+1時左端為1+2+3+…+k2+(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2.
答案 (k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2
15.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則S4,S8-S4,S12-S8,S16-S12成
等差數(shù)列.類比以上結(jié)論有:設(shè)等比數(shù)列{bn}的前n項積為Tn,則T4,_
11、_______,________,成等比數(shù)列.
解析 對于等比數(shù)列,通過類比,有等比數(shù)列{bn}的前n項積為Tn,則T4=a1a2a3a4,T8=a1a2…a8,T12=a1a2…a12,T16=a1a2…a16,因此=a5a6a7a8,=a9a10a11a12,=a13a14a15a16,而T4,,,的公比為q16,因此T4,,,成等比數(shù)列.
答案
三、解答題(本大題共6小題,共75分)
16.(本小題滿分13分)下列是真命題還是假命題,用分析法證明你的結(jié)論.
命題:若a>b>c且a+b+c=0,則<.
證明 此命題是真命題
∵a+b+c=0,a>b
12、>c,∴a>0,c<0.
要證<成立,只要證<a.
即證b2-ac<3a2,也就是證:(a+c)2-ac<3a2.
即證(a-c)(2a+c)>0.
∵a-c>0,2a+c=(a+c)+a=a-b>0,
∴(a-c)(2a+c)>0成立.故原不等式成立.
17.(本小題滿分13分)設(shè)a>0,b>0,2c>a+b,求證:
(1)c2>ab;
(2)c-<a<c+.
證明 (1)∵a>0,b>0,∴2c>a+b≥2
∴c>>0,∴c2>ab.
13、
(2)要證c-<a<c+
只要證-<a-c<
即證|a-c|<,也就是(a-c)2<c2-ab
而(a-c)2-(c2-ab)=a(a+b-2c)<0
∴原不等式成立.
18. (本小題滿分13分)如圖,SA⊥平面ABC,AB⊥
BC,過A作SB的垂線,垂足為E;過E作SC的垂線,垂足為F.
求證:AF⊥SC.
證明 要證AF⊥SC,只需證SC⊥平面AEF,
只需證AE⊥SC(因為EF⊥SC),
只需證AE⊥平面SBC,
只需證AE⊥BC(因為AE⊥SB),
只需證BC⊥平面SAB,
只需證BC⊥SA(因為AB⊥BC)
14、.
由SA⊥平面ABC可知上式成立,所以AF⊥SC.
19.(本小題滿分12分)觀察下表:
1,
2,3
4,5,6,7
8,9,10,11,12,13,14,15,
…
問:(1)此表第n行的最后一個數(shù)是多少?
(2)此表第n行的各個數(shù)之和是多少?
(3)2 008是第幾行的第幾個數(shù)?
解 (1)∵第n+1行的第1個數(shù)是2n,
∴第n行的最后一個數(shù)是2n-1.
(2)2n-1+(2n-1+1)+(2n-1+2)+…+(2n-1)
==3·2n-3-2n-2為所求.
(3)∵210=1 024,211=2 048,1 024<2 008<2
15、048,
∴2 008在第11行,該行第1個數(shù)是210=1 024,由2 008-1 024+1=985,知2 008是第11行的985個數(shù).
20.(本小題滿分12分)用數(shù)學(xué)歸納法證明:對任意n∈N+,··…
>成立.
證明 (1)當(dāng)n=1時,左邊=,右邊=,因為>,所以不等式成立.
(2)假設(shè)當(dāng)n=k時不等式成立,即··……>成立,則當(dāng)n=k+1時,
左邊=··……·>·
= =
= >.
所以當(dāng)n=k+1時,不等式也成立,由(1),(2)可得不等式恒成立.
16、21.(本小題滿分12分)已知函數(shù)f(x)=x2-4,設(shè)曲線y=f(x)在點(xn,f(xn))
處的切線與x軸的交點為(xn+1,0)(n∈N+),其中x1為正實數(shù).
(1)用xn表示xn+1;
(2)求證:對一切正整數(shù)n,xn+1≤xn的充要條件是x1≥2;
(3)若x1=4,記an=lg,證明數(shù)列{an}成等比數(shù)列,并求數(shù)列{xn}的通項公式.
(1)解 由題意可得f′(x)=2x,
所以過曲線上點(xn,f(xn))的切線方程為
y-f(xn)=f′(xn)(x-xn),
即y-(x-4)=2xn(x-xn).
令y=0,得-(x-4)=2xn(xn+1-xn).
17、即x+4=2xnxn+1.顯然xn≠0,∴xn+1=+.
(2)證明 (必要性)
若對一切正整數(shù)n,有xn+1≤xn,則x2≤x1,
即+≤x1,∴x≥4.而x1>0,即有x1≥2.
(充分性)若x1≥2>0,由xn+1=+,
用數(shù)學(xué)歸納法易得xn>0,從而
xn+1=+≥2=2(n≥1),
即xn≥2(n≥2).又x1≥2,∴xn≥2(n≥1).
于是xn+1-xn=+-xn=
=≤0.
即xn+1≤xn對一切正整數(shù)n成立.
(3)解 xn+1=+,知xn+1+2=,
同理,xn+1-2=.故=()2.
從而lg=2lg,即an+1=2an.
所以,數(shù)列{an}成等比數(shù)列,
故an=2n-1a1=2n-1·lg=2n-1lg 3,
即lg=2n-1lg 3.
從而=32n-1,所以xn=.
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375