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高中数学选修2-2第二章《推理与证明》测试题A卷
考试时间:100分钟,满分:150分
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代号填在题后的括号内(每小题5分,共50分)
1.如图(1)是某年元宵花灯展中一款五角星灯连续旋转闪烁所成的三个图形,照此规律闪烁,下一个呈现出来的图形是( )
(1)
2.下面几种推理是合情推理的是 ( )
①由圆的性质类比出球的有关性质;②由直角三角形、等腰三角形、等边三角形的内角和是180°,归纳出所有三角形的内角和都是180°;
③某次考试张军成绩是100分,由此推出全班同学成绩都是100分;
④三角形的内角和是180°,四边形的内角和是360°,五边形的内角和是540°,由此得出凸多边形的内角和是 (n-2)·180°.
A.①② B.①③ C.①②④ D.②④
3. 已知△ABC中,∠A=30°,∠B=60°,求证:a<b.
证明:∵∠A=30°,∠B=60°,∴∠A<∠B.
∴a<b,其中,画线部分是演绎推理的( )
A.大前提 B.小前提
C.结论 D.三段论
4.用反证法证明某命题时,对结论:“自然数a,b,c中恰有一个偶数”正确的反设为( )
A.a,b,c中至少有两个偶数
B.a,b,c中至少有两个偶数或都是奇数
C.a,b,c都是奇数
D.a,b,c都是偶数
5.观察下列各式:72=49,73=343,74=2401,…,则72011的末两位数字为( )
A.01 B.43 C.07 D.49
6.用数学归纳法证明不等式1+++…+> (n∈N*)成立,其初始值最小
应取( )
A.7 B.8 C.9 D.10
7.已知函数,且,则21世纪教育网
等于( )
A. B. C. D.
8. 设a,b,c均为正实数,那么a+,b+,c+ ( )
A.都不大于2 B.都不小于2
C.至少有一个不大于2 D.至少有一个不小于2
9.对于不等式<n+1(n∈N*),某同学用数学归纳法的证明过程如下:
(1)当n=1时,<1+1,不等式成立.
(2)假设当n=k(k∈N*且k≥1)时,不等式成立,即<k+1,则当n=k+1时,=<==(k+1)+1,∴当n=k+1时,不等式成立,则上述证法( )
A.过程全部正确
B.n=1验得不正确
C.归纳假设不正确
D.从n=k到n=k+1的推理不正确
10. 如果△A1B1C1的三个内角的余弦值分别等于△A2B2C2的三个内角的正弦值,则( )
A.△A1B1C1和△A2B2C2都是锐角三角形
B.△A1B1C1和△A2B2C2都是钝角三角形
C.△A1B1C1是钝角三角形,△A2B2C2是锐角三角形
D.△A1B1C1是锐角三角形,△A2B2C2是钝角三角形
10. 【答案】D
二、填空题(每小题6分, 共24分)
11.小王利用计算机设计了一个计算程序,输入和输出的数据如下:
输入 1 2 3 4 5 …
输出 …
那么,当输入数据是8时,输出的数据是________.
12.设n为正整数,f(n)=1+++…+,计算得f(2)=,f(4)>2,f(8)>,f(16)>3,观察上述结果,可推测一般的结论为________.
13.两点等分单位圆时,有相应正确关系为sin α+sin(π+α)=0;三点等分单位圆时,有相应正确关系为sin α+sin(α+)+sin(α+)=0.由此可以推知:四点等分单位圆时的相应正确关系为________.
14.由代数式的乘法法则类比推导向量的数量积的运算法则:
①由“mn=nm”类比得到“a·b=b·a”;
②由“(m+n)t=mt+nt”类比得到“(a+b)·c=a·c+b·c”;
③由“t≠0,mt=xt m=x”类比得到“p≠0,a·p=x·p a=x”;
④由“|m·n|=|m|·|n|”类比得到“|a·b|=|a|·|b|”.
以上结论正确的是________.
三、解答题(共计76分).
15.(本题满分12分)已知m>0,a,b∈R,求证(≤.
16.(本题满分12分)在Rt△ABC中,AB⊥AC,AD⊥BC于D,求证:=+,那么在四面体ABCD中,类比上述结论,你能得到怎样的猜想,并说明理由.
17.(本题满分12分)用数学归纳法证明下面的等式
12-22+32-42+…+=
18.(本题满分12分)观察下列等式:
①sin210°+cos240°+sin 10°cos 40°=;
②sin26°+cos236°+sin 6°cos 36°=.
由上面两题的结构规律,你能否提出一个猜想?并证明你的猜想.
19.(本题满分14分)在△ABC中,三个内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若+=,试问A,B,C是否成等差数列,若不成等差数列,请说明理由.若成等差数列,请给出证明.
20.(本题满分14分)已知{an}是正数组成的数列,a1=1,且点(,an+1)(n∈N*)在函数y=x2+1的图象上.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足b1=1,bn+1=bn+2an,求证:bn·bn+2<
高中数学选修2-2第二章《推理与证明》测试题A卷答案
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代号填在题后的括号内(每小题5分,共50分)
1. 【答案】A
【解析】该五角星对角上的两盏花灯依次按逆时针方向亮一盏,故下一个呈现出来的图形是A.
2.【答案】C
【解析】①是类比推理,②④是归纳推理,③是非合情推理.
3. 【答案】B
【解析】由三段论的组成可得划线部分为三段论的小前提.
4. 【答案】B
【解析】“自然数a,b,c中恰有一个偶数”的否定为“a,b,c中至少有两个偶数或都是奇数”.
5.【答案】B
【解析】∵72=49,73=343,74=2401,75=16807,76=117649,77=823543,…
∴7n(n∈Z,且n≥2)的末两位数字呈周期性变化,且最小正周期为4,
又∵2011=502×4+3,
∴72011与73的末两位相同,未两位数字为43.
6. 【解析】可逐个验证,n=8成立.
答案:B
7. 【答案】 C.
【解析】为偶数时,;为奇数时,即
8. 【答案】D
【解析】∵(a+)+(b+)+(c+)
=(a+)+(b+)+(c+)≥6,
当且仅当a=b=c时取等号,21世纪教育网
∴三个数中至少有一个不小于2.
9.【答案】D
【解析】在n=k+1时,没用n=k时的假设,不是数学归纳法.
∴从n=k到n=k+1的推理不正确.
10.【解析】由条件知,△A1B1C1的三个内角的余弦值均大于0,则△A1B1C1是锐角三角形,假设△A2B2C2是锐角三角形.
由,[来源:21世纪教育网]
得.
那么A2+B2+C2=,这与三角形内角和为180°相矛盾.
所以假设不成立,所以△A2B2C2是钝角三角形.
二、填空题(每小题6分, 共24分)
11. 【答案】
【解析】 观察猜想可得:an=,所以当输入数据8时,输出数据为=.
12. 【答案】f(2n)≥
【解析】由前四个式子可得,第n个不等式的左边应当为f(2n),右边应当为,即可得一般的结论为f(2n)≥.
13. 【答案】sin α+sin(α+)+sin(α+π)+sin(α+)=0
【解析】类比推理可知,四点等分单位圆时,α与α+π的终边互为反向延长线,α+与α+的终边互为反向延长线,如图.
所以sin α+sin(α+)+sin(α+π)+sin(α+)=0.
14.【答案】①②
【解析】因为向量运算满足交换律、乘法分配律,向量没有除法,不能约分,所以①②正确,③错误.又因为|a·b|=|a|·|b|·|cos〈a,b〉|,所以④错误.
三、解答题(共计76分).[来源:21世纪教育网]
15.【证明】∵m>0,∴1+m>0,
所以要证原不等式成立,只需证明,
(a+mb)2≤(1+m)(a2+mb2),
即证m(a2-2ab+b2)≥0,
即证(a-b)2≥0,8分
而(a-b)2≥0显然成立,
故原不等式得证. 12分
16.【证明】如图所示,由射影定理
AD2=BD·DC,AB2=BD·BC,
AC2=BC·DC,21世纪教育网
∴=21世纪教育网
==.
又BC2=AB2+AC2,
∴==+.
猜想,四面体ABCD中,AB、AC、AD两两垂直,AE⊥平面BCD,
则=++.6分
证明:如图,连接BE并延长交CD于F,连接AF.
∵AB⊥AC,AB⊥AD,
∴AB⊥平面ACD.
∴AB⊥AF.
在Rt△ABF中,AE⊥BF,
∴=+.
在Rt△ACD中,AF⊥CD,∴=+.
∴=++,故猜想正确.12分
17.【证明】(1)当n=1时,左边=12=1,
右边=(-1)0·=1,
∴原等式成立.2分
(2)假设n=k(k∈N*,k≥1)时,等式成立,
即有12-22+32-42+…+(-1)k-1·k221世纪教育网
=(-1)k-1.4分
那么,当n=k+1时,则有
12-22+32-42+…+(-1)k-1·k2+(-1)k(k+1)2
=(-1)k-1+(-1)k·(k+1)2
=(-1)k· [-k+2(k+1)]
=(-1)k,10分
∴n=k+1时,等式也成立,
由(1)(2)知对任意n∈N*有
12-22+32-42+…+(-1)n-1·n2=.12分
18. 【解析】由①②可看出,两角差为30°,则它们的相关形式的函数运算式的值均为.
猜想:若β-α=30°,则β=30°+α,sin2α+cos2β+sin αcos β=,
也可直接写成sin2α+cos2(α+30°)+sin αcos(α+30°)=.6分
下面进行证明:
左边=++21世纪教育网
=++sin α·(cos α·cos 30°-sin αsin 30°)
=-cos 2α++cos 2α-sin 2α+sin 2α-
==右边.
故sin2α+cos2(α+30°)+sinαcos(α+30°)=.12分
19. 【解析】A、B、C成等差数列.
证明如下:[来源:21世纪教育网]
∵+=,
∴+=3.
∴+=1,
∴c(b+c)+a(a+b)=(a+b)(b+c),
∴b2=a2+c2-ac.6分
在△ABC中,由余弦定理,得
cosB===
0°∴A+C=2B=120°.
∴A、B、C成等差数列.12分
20. 【解析】(1)由已知得an+1=an+1,则an+1-an=1,又a1=1,
所以数列{an}是以1为首项,1为公差的等差数列.
故an=1+(n-1)×1=n. 6分
(2)由(1)知,an=n,从而bn+1-bn=2n.
bn=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+…+(b2-b1)+b1
=2n-1+2n-2+…+2+1==2n-1. 10分
因为bn·bn+2-=(2n-1)(2n+2-1)-(2n+1-1)2
=(22n+2-2n+2-2n+1)-(22n+2-2·2n+1+1)
=-2n<0,
所以bn·bn+2<.14分
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高中数学选修2-2第二章《推理与证明》测试题B卷
考试时间:100分钟,满分:150分
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代号填在题后的括号内(每小题5分,共50分)
1.正弦函数是奇函数,f(x)=sin(x2+1)是正弦函数,因此f(x)=sin(x2+1)是奇函数,以上推理( )
A.结论正确 B.大前提不正确
C.小前提不正确 D.全不正确
2.将石子摆成如图的梯形形状.称数列为“梯形数”.根据图形的构成,此数列的第2012项与5的差,即-5=( )
A. 2018×2012 B. 2018×2011 C. 1009×2012 D. 1009×2011
3. 用反证法证明:若整系数一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有有理数根,那么a、b、c中至少有一个是偶数.用反证法证明时,下列假设正确的是( )
A.假设a、b、c都是偶数[来源:21世纪教育网]
B.假设a、b、c都不是偶数
C.假设a、b、c至多有一个偶数
D.假设a、b、c至多有两个偶数
4.用数学归纳法证明“1+2+22+…+=2n-1(n∈N*)”的过程中,第二步n=k时等式成立,则当n=k+1时应得到( )
A.1+2+22+…++=2k+1-1
B.1+2+22+…+2k+=2k-1+
C.1+2+22+…++=-1
D.1+2+22+…++2k=-1
5. 观察(x2)′=2x, (x4)′=4x3, (cosx)′=-sinx, 由归纳推理可得:若定义在R上的函数f(x)满足f(-x)=f(x), 记g(x)为f(x)的导函数, 则g(-x)=( )
A. f(x) B. -f(x) C. g(x) D. -g(x)
6.观察下列各式:
1=12,
2+3+4=32,
3+4+5+6+7=52,
4+5+6+7+8+9+10=72,
…,
可以得出的一般结论是( )
A.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=n2
B.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2
C.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-1)=n2
D.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-1)=(2n-1)2
7. 下列代数式(其中k∈N*)能被9整除的是( )
A.6+6·7k B.2+7k1
C.2(2+7k1) D.3(2+7k)
8已知数列{an}满足a1=1,an+1=an+1(n∈N*),通过计算a1,a2,a3,a4,可猜想an=( )[来源:21世纪教育网]
A. B. C. D.
9.当时,有如下表达式:
两边同时积分得:
从而得到如下等式:
请根据以下材料所蕴含的数学思想方法,计算:
( )
A. B.
C。 D.
10.已知空间整数点的序列如下:(1,1,1)(1,1,2)(1,2,1)(2,1,1)(1,1,3)(1,3,1)(3,1,1)(1,2,2)(2,1,2)(2,2,1)(1,1,4)(1,4,1)(4,1,1)(1,2,3)则(1,5,1)是这个序列中的第( )
A.22 B.23 C.21 D.24
二、填空题(每小题6分, 共24分)
11.仔细观察下面○和●的排列规律:
○●○○●○○○●○○○○●○○○○○●○○○○○○●……
若依此规律继续下去,得到一系列的○和●,那么在前120个○和●中,●的个数是________.
12、设△ABC的三边长分别为a、b、c,△ABC的面积为S,内切圆半径为r ,则r=;类比这个结论可知:四面体S-ABC的四个面的面积分别为S1、S2、S3、S4,内切球的半径为R,四面体P-ABC的体积为V,则R=
13. 已知函数f(x)=,若f(a)=b,则f(-a)=________(用b表示).
14.设为平面内的个点.在平面内的所有点中,若点P到点的距离之和最小,则称点P为点的一个“中位点”.例如,线段上的任意点都是端点的中位点.现有下列命题:
①若三个点A、B、C共线,C在线段上,则C是A、B、C的中位点;
②直角三角形斜边的点是该直角三角形三个顶点的中位点;
③若四个点A、B、C,D共线,则它们的中位点存在且唯一;
④梯形对角线的交点是该梯形四个顶点的唯一中位点.
其中的真命题是____________.(写出所有真命题的序号)
三、解答题(共计76分).
15.(本题满分12分)已知函数f(x)=log2(x+2),a,b,c是两两不相等的正数,且a,b,c成等比数列,试判断f(a)+f(c)与2f(b)的大小关系,并证明你的结论.
16.(本题满分12分)平面中的三角形和空间中的四面体有很多相类似的性质,例如在三角形中:(1)三角形两边之和大于第三边;(2)三角形的面积S=×底×高;(3)三角形的中位线平行于第三边且等于第三边的;…
请类比上述性质,写出空间中四面体的相关结论.
17.(本题满分12分)设f(x)=,先分别求f(0)+f(1),f(-1)+f(2),f(-2)+f(3),然后归纳猜想一般性结论,并给出证明.
18.(本题满分12分)若、b、c均为实数,且=x2-2y+,b=y2-2z+,c=z2-2x+,求证:、b、c中至少有一个大于0.
19.(本题满分14分)设数列{an}的前n项和为Sn,且方程x2-anx-an=0有一根为
Sn-1(n∈N*).
(1)求a1,a2;
(2)猜想数列{Sn}的通项公式,并给出证明.
20.(本题满分14分)已知函数f(x)=x3-x,数列{an}满足条件:a1≥1,an+1≥f′(an+1).试比较与1的大小,并说明理由.
高中数学选修2-2第二章《推理与证明》测试题B卷答案
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代号填在题后的括号内(每小题5分,共50分)
1. 【答案】C
【解析】f(x)=sin(x2+1)不是正弦函数,∴上述推理过程中小前提不正确.
2. 【答案】 D.
【解析】(), ,-5=1009×2011
3. 【答案】B
【解析】“至少有一个”的否定“都不是”.
4. 【答案】D
【解析】由条件知,等式的左边是从20,21,…一直到2n-1都是连续的,
∴当n=k+1时,等式1+2+22+…++2k=-1[来源:21世纪教育网]
5. 【答案】D
【解析】通过观察所给的结论可知, 若f(x)是偶函数, 则导函数g(x)是奇函数, 故选D.
6. 【答案】B
【解析】可以发现:第一个式子的第一个数是1,第二个式子的第一个数是2,…,故第n个式子的第一个数是n;第一个式子中有1个数相加,第二个式子中有3个数相加,…,故第n个式子中有2n-1个数相加;第一个式子的结果是1的平方,第二个式子的结果是3的平方,…,第n个式子应该是2n-1的平方,故可以得到n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2.
7. 【答案】D
【解析】(1)当k=1时,显然只有3(2+7k)能被9整除.
(2)假设当k=n(n∈N*)时,命题成立,即3(2+7n)能被9整除,那么3(2+7n+1)=21(2+7n)-36.
这就是说,k=n+1时命题也成立.
由(1)(2)可知,命题对任何k∈N*都成立.
8.【答案】A
【解析】∵a1=1,∴a2=a1+1=,
a3=a2+1=,a4=a3+1=.
猜想an=.
9.【答案】 B
【解析】由
两边同时积分得:
从而得到如下等式:
10.【答案】A
【解析】拆分:3=1+1+1,(1,1,1);4=1+1+2, (1,1,2)(1,2,1)(2,1,1);拆分后内部从小到大排列,5=1+1+3=1+2+2,(1,1,3)(1,3,1)(3,1,1)(1,2,2)(2,1,2)(2,2,1);6=1+1+4=1+2+3=2+2+2, (1,1,4)(1,4,1)(4,1,1)(1,2,3);7=1+1+5=1+2+4=1+3+3=2+2+3,(1,1,5)(1,5,1)第22个。
二、填空题(每小题6分, 共24分)
11. 【答案】14
【解析】进行分组○●|○○●|○○○●|○○○○●|○○○○○●|○○○○○○●|……,则前n组两种圈的总数是f(n)=2+3+4+…+(n+1)=,易知f(14)=119,f(15)=135,故n=14.[来源:21世纪教育网]
12. 【答案】
【解析】分割△ABC知
且,
同理:把四面体S-ABC分割为4个小三棱锥,每个体积为,,
13. 【答案】-b
【解析】∵f(-x)==-=-f(x),
∴f(x)为奇函数,∴f(-a)=-f(a)=-b.
14.【答案】①④
【解析】本题以即时定义的新概念为载体,考查多距离几何最值问题,考查抽象的数学语言的阅读理解与推理论证能力.
①由中位点的概念知点到A、B、C三点的距离为为最小,故①为真命题;
②若直角三角形的三边分别为3、4、5,则斜边中点到三个顶点的距离为,此时直角顶点到三个顶点的距离为,故②为假命题;
③中位点只能在线段上,此时,只要最小即可,点在线段上均满足,故③为假命题;
④设两条对角线的交点为.因为,,所以,当与重合时取等号,故④为真命题,综上可知真命题为①④.
三、解答题(共计76分).
15. 【解析】f(a)+f(c)>2f(b).
证明如下:因为a,b, c是不相等的正数,
所以a+c>2.
因为b2=ac,所以ac+2(a+c)>b2+4b.
即ac+2(a+c)+4>b2+4b+4.
从而(a+2)(c+2)>(b+2)2. 6分
因为f(x)=log2x是增函数,
所以log2(a+2)(c+2)>log2(b+2)2.
即log2(a+2)+log2(c+2)>2log2(b+2).
故f(a)+f(c)>2f(b).12分
16. 【解析】由三角形的性质,可类比得空间四面体的相关性质为:
(1)四面体的任意三个面的面积之和大于第四个面的面积;4分
(2)四面体的体积V=×底面积×高;8分
(3)四面体的中位面平行于第四个面且面积等于第四个面的面积的.12分
17. 【解析】f(0)+f(1)=+
=+=-1+=,2分
同理可得f(-1)+f(2)=,f(-2)+f(3)=.4分
这三个特殊的式子中,自变量之和均等于1,归纳猜想得:
当x1+x2=1时,均有f(x1)+f(x2)=.6分
证明 设x1+x2=1,
则f(x1)+f(x2)=+
=+
=+
==.12分
18. 【证明】 假设、b、c都不大于0,即≤0,b≤0,c≤0,则有+b+c≤0.
而+b+c=(x2-2y+)+(y2-2z+)+(z2-2x+)=(x2-2x)+(y2-2y)+(z2-2z)+π=(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2+(π-3)>0,
这与+b+c≤0矛盾.
故假设不成立,从而原命题正确.12分
19.【解析】(1)当n=1时,方程x2-a1x-a1=0有一根为S1-1=a1-1,
∴(a1-1)2-a1(a1-1)-a1=0,
解得a1=.当n=2时,方程x2-a2x-a2=0有一根为S2-1=a1+a2-1=a2-,
∴(a2-)2-a2(a2-)-a2=0,解得a2=.4分
(2)由题意知(Sn-1)2-an(Sn-1)-an=0,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1,代入上式整理得
SnSn-1-2Sn+1=0,解得Sn=.
由(1)得S1=a1=,S2=a1+a2=+=.
猜想Sn= (n∈N*).9分
下面用数学归纳法证明这个结论.
①当n=1时,结论成立.10分
②假设n=k(k∈N*,k≥1)时结论成立,即Sk=,当n=k+1时,
Sk+1===.
即当n=k+1时结论成立.
由①②知Sn=对任意的正整数n都成立.14分
20. 解:∵f′(x)=x2-1,an+1≥f′(an+1),
∴an+1≥(an+1)2-1. 2分
∵函数g(x)=(x+1)2-1=x2+2x在区间[-1,+∞)上单调递增,于是由a1≥1,
得a2≥(a1+1)2-1≥22-1,进而得a3≥(a2+1)2-1≥24-1>23-1,21世纪教育网
由此猜想:an≥2n-1. 9分
下面用数学归纳法证明这个猜想:
①当n=1时,a1≥21-1=1,结论成立;10分
②假设当n=k(k≥1且k∈N*)时结论成立,即ak≥2k-1,则当n=k+1时,由g(x)=(x+1)2-1在区间[-1,+∞)上单调递增知,ak+1≥(ak+1)2-1≥22k-1≥2k+1-1,
即n=k+1时,结论也成立.
由①、②知,对任意n∈N*,都有an≥2n-1.
即1+an≥2n.∴≤.
∴≤=1- <1. 14分
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