内容正文:
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@《创新设计》
类型二 用数学的思维分析世界——逻辑推理、数学运算
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素养3 逻辑推理
逻辑推理是指从一些事实和命题出发,依据逻辑规则推出一个命题的思维过程.具体表现:(1)发现和提出命题;(2)掌握推理的基本形式和规则;(3)探索和表述论证的过程;(4)构建命题体系;(5)表达与交流.
【例3】 (多选题)(2020·新高考山东、海南卷)已知a>0,b>0,且a+b=1,则( )
A.a2+b2≥eq \f(1,2)
B.2a-b>eq \f(1,2)
C.log2a+log2b≥-2
D.eq \r(a)+eq \r(b)≤eq \r(2)
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答案 ABD
解析 因为a>0,b>0,a+b=1,所以a+b≥2eq \r(ab),当且仅当a=b=eq \f(1,2)时,等号成立,即有ab≤eq \f(1,4).对于A,a2+b2=(a+b)2-2ab=1-2ab≥1-2×eq \f(1,4)=eq \f(1,2),故A正确;对于B,2a-b=22a-1=eq \f(1,2)×22a,因为a>0,所以22a>1,即2a-b>eq \f(1,2),故B正确;对于C,log2a+log2b=log2ab≤log2eq \f(1,4)=-2,故C错误;对于D,由(eq \r(a)+eq \r(b))2=a+b+2eq \r(ab)=1+2eq \r(ab)≤2,得eq \r(a)+eq \r(b)≤eq \r(2),故D正确.综上可知,正确的选项为ABD.
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【训练3】 甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问成语竞赛的成绩.老师说:你们四人中有2位优秀,2位良好,我现在给甲看乙、丙的成绩,给乙看丙的成绩,给丁看甲的成绩.看后甲对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则( )
A.乙可以知道四人的成绩
B.丁可以知道四人的成绩
C.乙、丁可以知道对方的成绩
D.乙、丁可以知道自己的成绩
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解析 由甲说:“我还是不知道我的成绩”可推知甲看到乙、丙的成绩为“一人优秀,一人良好”.乙看丙的成绩,结合甲的说法,丙为“优秀”时,乙为“良好”;丙为“良好”时,乙为“优秀”,可得乙可以知道自己的成绩;丁看甲的成绩,由于乙与丙一人优秀,一人良好,则甲与丁也是一人优秀,一人良好,丁由甲的成绩可判断自身成绩.
答案 D
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素养4 数学运算
数学运算是指在明晰运算对象的基础上,依据运算法则解决数学问题.具体表现:
(1)理解运算对象;(2)掌握运算法则;(3)探究运算思想;(4)设计运算程序.
【例4】 (2020·浙江卷)已知tan θ=2,则cos 2θ=________,taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ-\f(π,4)))=__________.
解析 由题意,cos 2θ=cos2θ-sin2θ=eq \f(cos2θ-sin2θ,cos2θ+sin2θ)=eq \f(1-tan2θ,1+tan2θ)=eq \f(1-4,1+4)=-eq \f(3,5).
taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ-\f(π,4)))=eq \f(tan θ-tan \f(π,4),1+tan θ·tan \f(π,4))=eq \f(tan θ-1,1+tan θ)=eq \f(2-1,1+2)=eq \f(1,3).
答案 -eq \f(3,5) eq \f(1,3)
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【训练4】 (2020·广州模拟)如图,已知抛物线C:x2=4y,过点M(0,2)任作一直线与C相交于A,B两点,过点B作y轴的平行线与直线AO相交于点D(O为坐标原点).
(1)证明:动点D在定直线上;
(2)作C的任意一条切线l(不含x轴),与直线y=2相交于点N1,与(1)中的定直线相交于点N2,证明:|MN2|2-|MN1|2为定值,并求此定值.
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证明 (1)依题意可设AB方程为y=kx+2,代入x2=4y,得x2=4(kx+2),
即x2-4kx-8=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1x2=-8,
直线AO的方程为y=eq \f(y1,x1)x;BD的方程为x=x2.
解得交点D的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x2,\f(y1x2,x1)))
注意到x1x2=-8及xeq \o\al(2,1)=4y1,
则有y=2,1)eq \f(y1x1x2,x)
=eq \f(-8y1,4y1)=-2,
因此D点在定直线y=-2(x≠0)上.
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(2)依题设,切线l的斜率存在且不等于0,
设切线l的方程为y=ax+