内容正文:
直接证明与间接证明
[基础保分练]
1.(2023·西藏拉萨模拟)用反证法证明命题:“三角形三个内角至少有一个不大于60°”时,应假设( )
A.三个内角都不大于60°
B.三个内角都大于60°
C.三个内角至多有一个大于60°
D.三个内角至多有两个大于60°
B 解析:“至少有一个”的否定是“一个都没有”,故可以理解为都大于60°.
2.已知m>1,a=-,b=-,则以下结论正确的是( )
A.a>b B.a<b
C.a=b D.a,b大小不定
B 解析:∵a=-=,
b=-= .
而+>+>0(m>1),
∴<,即a<b.
3.用反证法证明命题“若关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a,b,z∈Z)有有理根,那么a,b,c中至少有一个偶数”时.下列假设正确的是( )
A.假设a,b,c都是偶数
B.假设a,b,c都不是偶数
C.假设a,b,c最多有一个是偶数
D.假设a,b,c最多有两个是偶数
B 解析:a,b,c中存在偶数,反面就是a,b,c中没有偶数,即都不是偶数.
4.①已知p3+q3=2,求证p+q≤2,用反证法证明时,可假设p+q≥2;②已知a,b∈R,|a|+|b|<1,求证方程x2+ax+b=0的两根的绝对值都小于1,用反证法证明时可假设方程有一根x1的绝对值大于或等于1,即假设|x1|≥1.以下正确的是( )
A.①与②的假设都错误
B.①与②的假设都正确
C.①的假设正确;②的假设错误
D.①的假设错误;②的假设正确
D 解析:反证法的实质是否定结论,对于①,其结论的反面是p+q>2,所以①的假设不正确;对于②,其假设正确.
5.“角谷猜想”最早流传于美国,不久传到欧洲,后来日本数学家角谷把它带到亚洲.该猜想是指对于每一个正整数,如果它是奇数,则对它乘3再加1;如果它是偶数,则对它除以2.如此循环,经过有限步演算,最终都能得到1.若正整数n经过5步演算得到1,则n的取值不可能是( )
A.32 B.16
C.5 D.4
B 解析: 利用分析法可得:由第5次计算后得1,可得第4次计算后的得数一定是2,
由第4次计算后得2,可得第3次计算后的得数一定是4,由第3次计算后得4,可得第2次计算后的得数是1或8,若由第2次计算后得8,可得第1次计算后的得数一定是16,
由第1次计算后得16,可得原数是5或32;若由第2次计算后得1,可得第1次计算后的得数一定是2,由第1次计算后得2,可得原数是4.综上可知,原数可能为5或32 或4.
6.+与2+的大小关系为________.
答案:+>2+ 解析:要比较+与2+的大小,
只需比较(+)2与(2+)2的大小,
只需比较6+7+2与8+5+4的大小,
只需比较与2的大小,只需比较42与40的大小,
∵42>40,∴+>2+.
7.下列条件:①ab>0,②ab<0,③a>0,b>0,④a<0,b<0,其中能使+≥2成立的条件是________.(填序号)
答案:①③④ 解析:要使+≥2,只需>0成立,即a,b不为0且同号即可,故①③④能使+≥2成立.
8.已知a,b∈R,a>b>e(其中e是自然对数的底数),用分析法求证:ba>ab.
证明:因为a>b>e,ba>0,ab>0,所以要证ba>ab,只需证a ln b>b ln a,只需证>.
取函数f(x)=,因为f′(x)=,所以当x>e时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(e,+∞)上单调递减.所以当a>b>e时,有f(b)>f(a),即>.得证.
9.已知数列{an}各项均为正数,且不是常数列.
(1)若数列{an}是等差数列,求证:+<2;
(2)若数列{an}是等比数列,求证:1-an,1-an+1,1-an+2不可能成等比数列.
证明:(1)要证+<2,
只要证a1+a3+2<4a2,
因为数列{an}是等差数列,所以a1+a3=2a2,
只要证 <a2,只要证a1a3<a=()2,
因为数列{an}各项均为正数,且不是常数列,
所以a1a3<a=()2成立,
所以+<2.
(2)假设1-an,1-an+1,1-an+2可能成等比数列,
则(1-an+1)2=(1-an)(1-an+2),即1-2an+1+a=1+anan+2-(an+an+2),
因为数列{an}是等比数列,所以a=anan+2,所以2an+1=an+an+2,
所以数列{an}是等差数列,所以数列{an}是常数列,这与已知相矛盾,故假设不成立,所以1-an,1-an+1,1-an+2不可能成等比数列.
10.已知数列{an}的奇数项是公差为d1的等差数列,偶数项是公差为d2的等差数列,Sn是数列{an}的前n项和,a1=1,a2=2.
(1)若S5=16,a4=a5,求a10;
(