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第三章 推理与证明
|数学|选修1-2 (BSD)
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第三章 推理与证明
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第三章 推理与证明
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专题一 合情推理与演绎推理在解题中的应用
1.归纳推理的应用
归纳推理法是由部分特殊的对象得到一般性的结论的推理法,它在数学研究或数学学习中有着重要的作用:发现新知识、探索真理、预测答案、探索解题思路等.
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观察式子:1+eq \f(1,22)<eq \f(3,2),1+eq \f(1,22)+eq \f(1,32)<eq \f(5,3),1+eq \f(1,22)+eq \f(1,32)+eq \f(1,42)<eq \f(7,4),…,当n≥2时,由此可归纳出的式子为
A.1+eq \f(1,22)+eq \f(1,32)+…+eq \f(1,n2)<eq \f(1,2n-1)
B.1+eq \f(1,22)+eq \f(1,32)+…+eq \f(1,n2)<eq \f(1,2n+1)
C.1+eq \f(1,22)+eq \f(1,32)+…+eq \f(1,n2)<eq \f(2n-1,n)
D.1+eq \f(1,22)+eq \f(1,32)+…+eq \f(1,n2)<eq \f(2n,2n+1)
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[答案] C
[解析] 根据几个不等式的特点,左边应为n项,所以左边=1+eq \f(1,22)+eq \f(1,32)+…+eq \f(1,n2),当n≥2时,右边=eq \f(2n-1,n),故归纳出的不等式为1+eq \f(1,22)+eq \f(1,32)+…+eq \f(1,n2)<eq \f(2n-1,n).
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2.类比推理的应用
类比是从特殊到特殊的推理,它以比较为基础,类比法有助于启迪思维,触类旁通,拓宽知识,发现命题等.著名哲学家康德说过“每当理智缺乏可靠论证思路时,类比法这个方法往往能指引我们前进”.
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现有一个关于平面图形的命题(如图所示):同一个平面内有两个边长都是a的正方形,其中一个的某顶点在另一个的中心,则这两个正方形重叠部分的面积恒为eq \f(a2,4).类比到空间,有两个棱长均为a的正方体,其中一个的某顶点在另一个的中心,则这两个正方体重叠部分的体积恒为______.
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[解析] 平面内eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2)))
eq \s\up12(2)类比到空间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2)))
eq \s\up12(3)=eq \f(a3,8).
[答案] eq \f(a3,8)
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3.演绎推理的应用
演绎推理又叫逻辑推理,它是数学证明的重要思想方法.在数学学习中,不仅要学会运用合情推理提出猜想,还要善于运用演绎推理证明命题.
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若△ABC的三边为a,b,c,面积为S,求证:
a2+b2+c2≥4eq \r(3)S.
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[证明] a2+b2+c2≥4eq \r(3)S
⇔a2+b2+(a2+b2-2abcos C)≥4eq \r(3)×eq \f(1,2)absin C
⇔a2-2abeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)cos C+\f(\r(3),2)sin C))+b2≥0
⇔a2-2absin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+C))+b2≥0,
上式为关于a的一元二次不等式,且
Δ=4b2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+C))-4b2=-4b2cos2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+C))≤0,
故原不等式恒成立.
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专题二 数学问题的证明方法
1.应用综合法与分析法证明数学问题
综合法和分析法是两种思路截然相反的证明方法,分析法既可用于寻找解题思路,也可以是完整的证明过程.分析法与综合法相互转换、相互渗透,要充分利用这一辩证关系,在解题中综合法与分析法联合运用,转换解题思路,增加解题途径.
第三章