- 推理与证明
- 共88题
21.(1) [选修4-2:矩阵与变换]
已知,矩阵
有一个属于特征值
的特征向量
,
(1)求矩阵;
(2)若矩阵,求
正确答案
见解析
解析
解:(1)
(2)
考查方向
解题思路
1利用已知条件求矩阵A,2由矩阵A,求矩阵A-1,3由矩阵A-1,矩阵,求
易错点
本题必须注意审题,否则求解错误。
知识点
21.数列满足
,
(1)证明:“对任意,
”的充要条件是“
”
(2)若,数列
满足
,设
,
,若对任意的
,不等式
的解集非空,求满足条件的实数
的最小值。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
11.已知是定义在R上的不恒为零的函数,且对任意的
都满足
,若
,则( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
18.已知△ABC的三边长为a、b、c,若成等差数列.求证:B不可能是钝角.
正确答案
(用反证法证明1)
∵,
,
成等差数列,
∴,
∴b2≤ac 即ac-b2≥0.
假设B是钝角,则cosB<0,
由余弦定理可得,
.
这与cosB<0矛盾,故假设不成立.
∴B不可能是钝角.
(用反证法证明2)
∵,
,
成等差数列,
∴,
假设B是钝角,则,
则B是△ABC的最大内角,所以b>a,b>c,
(在三角形中,大角对大边),
从而,这与
矛盾,
故假设不成立,因此B不可能是钝角.
(用综合法证明)
∵,
,
成等差数列,
∴,
证明:∵,
,
成等差数列,
∴,即2ac=b(a+c),
由余弦定理和基本不等式可得,
,
∵a,b,c为△ABC三边,∴a+c>b,
∴,
∴cosB>0,
∴∠B<900,因此B不可能是钝角.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
20.已知是整数,
是偶数,求证:
也是偶数.
正确答案
(反证法)假设不是偶数,即
是奇数.
设,则
.
是偶数,
是奇数,这与已知
是偶数矛盾.
由上述矛盾可知,一定是偶数.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
对于数列,把
作为新数列
的第一项,把
或
作为新数列
的第
项,数列
称为数列
的一个生成数列,例如,数列
的一个生成数列是
。
已知数列为数列
的生成数列,
为数列
的前
项和。
(1)写出的所有可能值;
(2)若生成数列满足
,求数列
的通项公式;
(3)证明:对于给定的,
的所有可能值组成的集合为
。
正确答案
见解析
解析
(1)由已知,,
,
∴,
由于,
∴可能值为
。…………………………3分
(2)∵,
当时,
,
当时,
,
,
,…………………………5分
∵是
的生成数列,
∴;
;
;
∴
在以上各种组合中,
当且仅当时,才成立。
∴。…………………………8分
(3)共有
种情形。
,即
,
又,分子必是奇数,
满足条件的奇数
共有
个。…………………………10分
设数列与数列
为两个生成数列,数列
的前
项和为
,数列
的前
项和为
,从第二项开始比较两个数列,设第一个不相等的项为第
项。
由于,不妨设
,
,
所以,只有当数列与数列
的前
项完全相同时,才有
。……12分
∴共有
种情形,其值各不相同。
∴可能值必恰为
,共
个。
即所有可能值集合为
。…………………………13分
知识点
若函数满足:集合
中至少存在三个不同的数构成等比数列,则称函数
是等比源函数.
(1)判断下列函数:①;②
中,哪些是等比源函数?(不需证明)
(2)证明:对任意的正奇数,函数
不是等比源函数;
(3)证明:任意的,函数
都是等比源函数。
正确答案
见解析
解析
(1)①②都是等比源函数.
(2)证明:假设存在正整数且
,使得
成等比数列,
,整理得
,
等式两边同除以得
.
因为,所以等式左边为偶数,等式右边为奇数,
所以等式不可能成立,
所以假设不成立,说明对任意的正奇数,函数
不是等比源函数
(3)因为任意的,都有
,
所以任意的,数列
都是以
为首项公差为
的等差数列.
由,(其中
)可得
,整理得
,
令,则
,
所以,
所以任意的,数列
中总存在三项
成等比数列.
所以任意的,函数
都是等比源函数.
知识点
已知△ABC的三边长都是有理数。
(1)求证cosA是有理数;
(2)求证:对任意正整数n,cosnA是有理数。
正确答案
见解析。
解析
(方法一)(1)证明:设三边长分别为,
,∵
是有理数,
是有理数,分母
为正有理数,又有理数集对于除法的具有封闭性,
∴必为有理数,∴cosA是有理数。
(2)①当时,显然cosA是有理数;
当时,∵
,因为cosA是有理数, ∴
也是有理数;
②假设当时,结论成立,即coskA、
均是有理数。
当时,
,
,
,
解得:
∵cosA,,
均是有理数,∴
是有理数,
∴是有理数。
即当时,结论成立。
综上所述,对于任意正整数n,cosnA是有理数。
(方法二)证明:(1)由AB、BC、AC为有理数及余弦定理知
是有理数。
(2)用数学归纳法证明cosnA和都是有理数。
①当时,由(1)知
是有理数,从而有
也是有理数。
②假设当时,
和
都是有理数。
当时,由
,
,
及①和归纳假设,知和
都是有理数。
即当时,结论成立。
综合①、②可知,对任意正整数n,cosnA是有理数。
知识点
已知函数,其中
是自然对数的底,
=2.71828…。
(1)证明:函数在区间
上有零点;
(2)求方程根的个数,并说明理由;
(3)若数列满足
为常数),
,证明:存在常数
,使得对于任意
,都有
正确答案
见解析。
解析
解:
(1)由,得:
,
,所以函数
在区间
上有零点。
(2)由(1)得:,由
知,
,而
,则
为
的一个零点,且
在
内有零点,因此
至少有两个零点。
解法1:-1,记
-1,则
.
当时,
,因此
在
上单调递增,则
在
内至多只有一个零点。
有且只有两个零点.所以,方程
根的个数为2。
(3)记的正零点为
,即
.
(i)当时,由
,即
.而
,因此
,由此猜测:
.下面用数学归纳法证明:①当
时,
显然成立;
②假设当时,有
成立,则当
时,由
知,
,因此,当
时,
成立.故对任意的
,
成立。
(ii)当时,由(1)知,
在
上单调递增.则
,即
.从而
,即
,由此猜测:
.下面用数学归纳法证明:
①当时,
显然成立;②假设当
时,有
成立,则当
时,由
知,
,因此,当
时,
成立。
故对任意的,
成立。
综上所述,存在常数,使得对于任意的
,都有
.
知识点
21.设数列满足;
(1)当时,求
并由此猜测
的一个通项公式;
(2)当时,证明对所有的
,
(i)
(ii)。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
24.设集合,记
的含有三个元素的子集个数为
,同时将每一个子集中的三个元素由小到大排列,取出中间的数,所有这些中间的数的和记为
.
(1)求,
,
,
的值;
(2)猜想的表达式,并证明之.
正确答案
(1),
,
,
.
(2)猜想.
解析
试题分析:本题属于探究性问题,题目的难度是逐渐由易到难,通过归纳猜想,得出结论,再利用数学归纳法进行证明。
(1),
,
,
.
(2)猜想.
下用数学归纳法证明之.
证明:①当时,由(1)知猜想成立;
②假设当时,猜想成立,即
,而
,所以得
. ……6分
则当时,易知
,
而当集合从
变为
时,
在
的基础上增加了1个2,2个3,3个4,…,和
个
,
所以
,
即.
所以当时,猜想也成立.
综上所述,猜想成立.
考查方向
解题思路
本题考查数学归纳法,解题步骤如下:
1、验证当n取第一个值时命题成立( 即n=
时命题成立) (归纳奠基) ;
2、假设当时命题成立,证明当n=k+1时命题成立(归纳递推)
3、由(1)(2)就可以判定,对于一切n≥的所有自然数n命题成立(结论)
易错点
数学归纳法证明的步骤,尤其第二部归纳递推要过程充分。
知识点
23.已知构成某系统的元件能正常工作的概率为p(0<p<1),且各个元件能否正常工作是相互独立的。今有2n(n大于1)个元件可按下图所示的两种联结方式分别构成两个系统甲、乙。
(1)试分别求出系统甲、乙能正常工作的概率p1,p2;
(2)比较p1与p2的大小,并从概率意义上评价两系统的优劣。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
22.用数学归纳法证明:。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
23.已知集合,设
,令
表示集合
所含元素的个数.
(1)写出的值;
(2)当时,写出
的表达式,并用数学归纳法证明。
正确答案
(1).
(2)当时,
(
).
下面用数学归纳法证明:
①当时,
,结论成立;
②假设(
)时结论成立,那么
时,
在
的基础上新增加的元素在
,
,
中产生,分以下情形讨论:
1)若,则
,此时有
,结论成立;
2)若,则
,此时有
,结论成立;
3)若,则
,此时有
,结论成立;
4)若,则
,此时有
,结论成立;
5)若,则
,此时有
,结论成立;
6)若,则
,此时有
,结论成立.
综上所述,结论对满足的自然数
均成立.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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