内容正文:
第4讲 算法与推理证明
本部分内容在高考中通常以选择题、填空题的形式出现,属容易题或中档题.对于程序框图要掌握基本算法语句尤其是含循环结构的程序框图,往往与分段函数的求值、数列求和或求积、统计等有规律的重复计算问题放在一起考查,读题审题要仔细.对合情推理的考查重点是考查归纳推理和类比推理,往往以数表、数阵、图形等为背景与数列、通项、求和、周期性等数学知识相结合考查,所以平常要多加训练、总结,提升观察探究、归纳和概括能力.
探究一 算法初步
例1(1)执行如下图所示的程序框图,输出s的值为( )
A.1 B.eq \f(2 018,2 019) C.eq \f(2 018,2 017) D.eq \f(2 016,2 017)
【解析】选D.
第一次循环,n=1,s=eq \f(2,4×12-1);第二次循环,n=2,s=eq \f(2,4×12-1)+eq \f(2,4×22-1),直至n=1 008,s=eq \f(2,4×12-1)+eq \f(2,4×22-1)+…+eq \f(2,4×1 0082-1),结束循环,输出
s=eq \f(2,4×12-1)+eq \f(2,4×22-1)+…+eq \f(2,4×1 0082-1)
=eq \f(1,2×1-1)-eq \f(1,2×1+1)+eq \f(1,2×2-1)-eq \f(1,2×2+1)+…+eq \f(1,2×1 008-1)-eq \f(1,2×1 008+1)
=eq \f(1,1)-eq \f(1,3)+eq \f(1,3)-eq \f(1,5)+…+eq \f(1,2 015)-eq \f(1,2 017)
=1-eq \f(1,2 017)=eq \f(2 016,2 017),选D.
(2)已知实数x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1,9)),执行如图所示的程序框图,则输出的x不小于55的概率为( )
A.eq \f(5,8) B.eq \f(3,8) C.eq \f(2,3) D.eq \f(1,3)
【解析】选B.
设实数x∈[1,9],
经过第1次循环得到x=2x+1,n=2,
第2次循环得到x=2(2x+1)+1,n=3;
第3次循环得到x=2[2(2x+1)+1]+1,n=4,
此时输出x的值,输出的值为8x+7,令8x+7≥55,
解得x≥6,由几何概型得到输出的x不小于55的概率为eq \f(9-6,9-1)=eq \f(3,8),故选B.
探究二 逻辑推理
例2 (1) 宋代理学家程颐认为:“格犹穷也,物犹理也,犹曰穷其理而已也.”就是说,格就是深刻探究,穷尽,物就是万物的本原,关于“格物致知”的做法,就是“今日格一件,明日又格一件,积习既多,然后脱然自有贯通处.”上述推理用的是( )
A.类比推理 B.演绎推理
C.归纳推理 D.以上都不对
【解析】选C.
今天研究一件,明天又研究一件,将事物的规律一个一个找出来,归纳推理出“贯通处”.故为归纳推理.
(2)双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的两个焦点为F1,F2,若P为其上一点,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线离心率的取值范围为(1,3].若将其中的条件“|PF1|=2|PF2|”更换为“|PF1|=k|PF2|,k>0且k≠1”,试经过合情推理,得出双曲线离心率的取值范围是________.
【解析】eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(1,\f(k+1,|k-1|)))
若|PF1|=2|PF2|,则双曲线离心率的取值范围为(1,3],
区间前端点为1,后端点为3=eq \f(3,1)=eq \f(2+1,2-1).
若将其中的条件“|PF1|=2|PF2|”
更换为“|PF1|=k|PF2|,k>0且k≠1”,经过合情推理,得出双曲线离心率的取值范围是eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(1,\f(k+1,|k-1|))).
例3 (1)已知椭圆eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0),A,B是椭圆上不同的两个点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0,0)).证明:-eq \f(a2-b2,a)<x0<eq \f(a2-b2,a);
(2)对于双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)