- 反证法
- 共255题
给定有限个正数满足条件T:每个数都不大于50且总和L=1275.现将这些数按下列要求进行分组,每组数之和不大于150且分组的步骤是:
首先,从这些数中选择这样一些数构成第一组,使得150与这组数之和的差r1与所有可能的其他选择相比是最小的,r1称为第一组余差;
然后,在去掉已选入第一组的数后,对余下的数按第一组的选择方式构成第二组,这时的余差为r2;如此继续构成第三组(余差为r3)、第四组(余差为r4)、…,直至第N组(余差为rN)把这些数全部分完为止.
(I)判断r1,r2,…,rN的大小关系,并指出除第N组外的每组至少含有几个数
(II)当构成第n(n<N)组后,指出余下的每个数与rn的大小关系,并证明rn-1>
(III)对任何满足条件T的有限个正数,证明:N≤11.
正确答案
(I)r1≤r2≤≤rN.除第N组外的每组至少含有=3个数
(II)当第n组形成后,因为n<N,所以还有数没分完,这时余下的每个数必大于余差rn,余下数之和也大于第n组的余差rn,即L-[(150-r1)+(150-r2)++(150-rn)]>rn
由此可得r1+r2++rn-1>150n-L
因为(n-1)rn-1≥r1+r2++rn-1,所以rn-1>
(III)用反证法证明结论,假设N>11,即第11组形成后,还有数没分完,由(I)和(II)可知,余下的每个数都大于第11组的余差r11,且r11≥r10
故余下的每个数>r11≥r10>=37.5(*)
因为第11组数中至少含有3个数,所以第11组数之和大于37.5×3=112.5
此时第11组的余差r11=150-第11组数之和<150-112.5=37.5
这与(*)式中r11>37.5矛盾,所以N≤11.
已知函数f(x)=ax+ (a>1).
(1)证明:函数f(x)在(-1,+∞)上为增函数;
(2)用反证法证明方程f(x)=0没有负数根.
正确答案
(1)见解析 (2)见解析
证明:(1)任取x1,x2∈(-1,+∞),不妨设x1
由于a>1,ax1
又∵x1+1>0,x2+1>0,
∴-
=
=>0,
于是f(x2)-f(x1)=ax2-ax1+-
>0,
即f(x2)>f(x1),
故函数f(x)在(-1,+∞)上为增函数.
(2)证法一:假设存在x0<0(x0≠-1)满足f(x0)=0,
则ax0=-.
∵a>1,
∴0
∴0<-<1,即
故方程f(x)=0没有负数根.
证法二:假设存在 x0<0(x0≠-1)满足f(x0)=0,
①若-1
则<-2,0
∴f(x0)<-1,与f(x0)=0矛盾.
②若x0<-1,则>0,1>ax0>0,
∴f(x0)>0,与f(x0)=0矛盾,
故方程f(x)=0没有负数根.
若,且
,求证:
正确答案
详见解析
试题分析:从已知出发很难证明,所以可以考虑使用分析法证明.
试题解析:要证,只需证
即,因
,
只需证即
, 6分
因为,则
10分
因为,所以
,
从而
所以. 13分
设为三角形
的三边,求证:
正确答案
见解析
试题分析:利用分析法证明,可先将分式不等式转化为整式不等式,然后利用三角形两边之和大于第三边即可.
证明:要证明:
需证明:a(1+b)(1+c)+ b(1+a)(1+c)> c(1+a)(1+b)---- -4分
需证明:a(1+b+c+bc)+ b(1+a+c+ac)> c(1+a+b+ab) 需证明a+2ab+b+abc>c 8分
∵a,b,c是的三边 ∴a>0,b>0,c>0且a+b>c,abc>0,2ab>0
∴a+2ab+b+abc>c
∴成立。 12分
已知二次函数f(x)=ax2+bx+c的图象与x轴有两个不同的交点,若f(c)=0且0
(1)证明:是f(x)=0的一个根;
(2)试比较与c的大小;
(3)证明:-2
正确答案
(1)见解析 (2)>c. (3)见解析
解:(1)证明:∵f(x)的图象与x轴有两个不同的交点,
∴f(x)=0有两个不等实根x1,x2,
∵f(c)=0,
∴x1=c是f(x)=0的根,
又x1x2=,
∴x2= (
≠c),
∴是f(x)=0的一个根.
(2)假设>0,
由0
知f()>0与f(
)=0矛盾,∴
≥c,
又∵≠c,∴
>c.
(3)证明:由f(c)=0,得ac+b+1=0,
∴b=-1-ac.
又a>0,c>0,∴b<-1.
二次函数f(x)的图象的对称轴方程为
x=-=
<
=x2=
,
即-<
.
又a>0,∴b>-2,
∴-2
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