名称 | 2020_2021学年高中数学第二章推理与证明课时素养评价含解析(6份打包)新人教A版选修2_2 | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 1.9MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 人教新课标A版 | ||
科目 | 数学 | ||
更新时间 | 2021-03-06 21:03:47 |
C.p≥q
D.p≤q
【解析】选A.因为a>2,所以a-2>0,
所以p=a+=(a-2)++2≥2+2=4,当且仅当a=3时取“=”.
又-a2+4a-2=-(a-2)2+2<2,所以q=<22=4,所以p>q.
5.设e1,e2是两个不共线向量,则向量e1+λe2(λ∈R)与向量2e1-e2共线的充要条件是________.?
【解析】依题意得e1+λe2=k(2e1-e2),
整理得(2k-1)e1+(-λ-k)e2=0.
由于e1与e2不共线,则必有2k-1=0且-λ-k=0,
解得k=,λ=-k=-.
若λ=-,则e1+λe2=e1-e2=,
即e1+λe2与2e1-e2共线,故λ=-为所求.
答案:λ=-
6.已知a>0,b>0,a+b=1,求证:+≤2.
【解题指南】根据a>0,b>0,a+b=1先证明ab≤,将≤1平方,运用基本不等式,即可得证.
【证明】因为1=a+b≥2,所以ab≤.
所以(a+b)+ab+≤1.
所以≤1.
从而有2+2≤4.
即++2≤4.
所以≤4.
所以+≤2.
(30分钟 60分)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.对一切实数x,不等式x2+a|x|+1≥0恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2]
B.[-2,2]
C.[-2,+∞)
D.[0,+∞)
【解析】选C.用分离参数法可得a≥-(x≠0),而|x|+≥2,所以a≥-2,当x=0时显然成立.
2.如果x>0,y>0,x+y+xy=2,则x+y的最小值是
( )
A. B.2-2 C.1+ D.2-
【解析】选B.由x>0,y>0,x+y+xy=2,则2-(x+y)=xy≤,所以(x+y)2+4(x+y)-8≥0,所以x+y≥2-2或x+y≤-2-2.因为x>0,y>0,所以x+y的最小值为2-2.
3.已知a,b为非零实数,则使不等式:+≤-2成立的一个充分而不必要条件是
( )
A.a·b>0
B.a·b<0
C.a>0,b<0
D.a>0,b>0
【解析】选C.因为与同号,由+≤-2知<0,<0,即ab<0.所以+=
-≤-2=-2.
所以ab<0是+≤-2的充要条件.所以a>0,b<0是+≤-2成立的一个充分而不必要条件.
4.设a>0,b>0,且a≠b,则aabb与abba的大小关系是
( )
A.aabb>abba
B.aabb≥abba
C.aabbD.aabb≤abba
【解析】选A.=aa-bbb-a=.①当a>b>0时,>1,a-b>0,>1,所以aabb>abba.②当b>a>0时,0<<1,a-b<0,则>1,所以aabb>abba.综合①②可知,总有aabb>abba.
5.已知直线l,m,平面α,β,且l⊥α,m?β,给出下列四个命题:
①若α∥β,则l⊥m;②若l⊥m,则α∥β;③若α⊥β,则l⊥m;④若l∥m,则α⊥β.
其中正确的命题的个数是
( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【解析】选B.若l⊥α,m?β,α∥β,则l⊥β,所以l⊥m,①正确;若l⊥α,m?β,l⊥m,α与β可能相交,②不正确;若l⊥α,m?β,α⊥β,l与m可能平行,③不正确;若l⊥α,m?β,l∥m,则m⊥α,所以α⊥β,④正确.
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.定义在R上的函数f(x)=2ax+b,其中实数a,b∈(0,+∞),若对任意的x∈,不等式|f(x)|≤2恒成立,则当a·b最大时,f(2
018)的值是________.?
【解析】由题意,a+b≤2,
所以2≤2,所以ab≤1,当且仅当a=b=1时取等号,所以f(2
018)=2×2
018+1=4
037.
答案:4
037
7.在△ABC中,∠C=60°,a,b,c分别为∠A,∠B,∠C的对边,则+=
________.?
【解析】+=,
因为∠C=60°,由余弦定理得cos
C==,即a2+b2=ab+c2,
所以+==1.
答案:1
8.一个矩形的周长为l,面积为S,给出:①(4,1);②(8,6);③(10,8);④,其中可作为(l,S)取得的实数对的序号是________.?
【解析】设矩形的长、宽分别为a,b,则a+b=,S=ab,因为a+b≥2,所以≥2,所以l2≥16S.因为四组实数对:①(4,1);②(8,6);③(10,8);④,所以代入验证,可知可作为(l,S)取得的实数对的序号是①④.
答案:①④
三、解答题(每小题10分,共20分)
9.如图,四边形ABCD与ADEF为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点.
求证:(1)BE∥平面DMF.
(2)平面BDE∥平面MNG.
【证明】(1)如图,连接AE,则AE必过DF与GN的交点O,连接MO,则MO为△ABE的中位线,所以BE∥MO,
又BE?平面DMF,MO?平面DMF,所以BE∥平面DMF.
(2)因为N,G分别为平行四边形ADEF的边AD,EF的中点,所以DE∥GN,又DE?平面MNG,GN?平面MNG,所以DE∥平面MNG.又M为AB中点,所以MN为△ABD的中位线,所以BD∥MN,又BD?平面MNG,MN?平面MNG,所以BD∥平面MNG,又DE与BD为平面BDE内的两条相交直线,所以平面BDE∥平面MNG.
10.设a≥b>0,求证:3a3+2b3≥3a2b+2ab2.
【证明】3a3+2b3-(3a2b+2ab2)=3a2(a-b)+2b2(b-a)=(3a2-2b2)(a-b).
因为a≥b>0,所以a-b≥0,3a2-2b2>0,从而(3a2-2b2)(a-b)≥0,所以3a3+2b3≥3a2b+2ab2.
1.对于正实数α,记Mα为满足下述条件的函数f(x)构成的集合:?x1,x2∈R且x2>x1,有-α(x2-x1)( )
A.若f(x)∈,g(x)∈,则f(x)·g(x)∈
B.若f(x)∈,g(x)∈,且g(x)≠0,则∈
C.若f(x)∈,g(x)∈,则f(x)+g(x)∈
D.若f(x)∈,g(x)∈,且α1>α2,则f(x)-g(x)∈
【解析】选C.设f(x)∈,g(x)∈,
则|f(x2)-f(x1)|<α1|x2-x1|,|g(x2)-g(x1)|<α2|x2-x1|,
|f(x2)+g(x2)-(f(x1)+g(x1))|≤|f(x2)-f(x1)|+|g(x2)-g(x1)|<
α1|x2-x1|+α2|x2-x1|=(α1+α2)|x2-x1|.即f(x)+g(x)∈.
2.在数列{an}中,a1=1,an+1=2an+2n.
(1)设bn=,求证数列{bn}是等差数列.
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
【解析】(1)因为an+1=2an+2n,所以=+1,因为bn=,所以bn+1=bn+1,
所以数列{bn}是等差数列且b1=1,所以bn=n,an=n·2n-1.
(2)因为Sn=1×20+2×21+…+(n-1)·2n-2+n·2n-1,所以2Sn=1×21+2×22+…+(n-1)·2n-1+n·2n.
两式相减得Sn=n·2n-1×20-1×21-…-1×2n-1=n·2n-2n+1.
PAGE课时素养评价十五 演
绎
推
理
(15分钟 30分)
1.《论语·子路》篇中说:“名不正,则言不顺;言不顺,则事不成;事不成,则礼乐不兴;礼乐不兴,则刑罚不中;刑罚不中,则民无所措手足;所以,名不正,则民无所措手足.”上述推理用的是
( )
A.类比推理
B.归纳推理
C.演绎推理
D.三段论
【解析】选C.由演绎推理定义知该推理为演绎推理.
2.若大前提是:任何实数的平方都大于0,小前提是:a∈R,结论是:a2>0,那么这个演绎推理出错在
( )
A.大前提
B.小前提
C.推理过程
D.没有出错
【解析】选A.要分析一个演绎推理是否正确,主要观察所给的大前提、小前提和结论及推理形式是否都正确,若这几个方面都正确,才能得出这个演绎推理正确.因为任何实数的平方都大于0,又因为a是实数,所以a2>0,其中大前提是:任何实数的平方都大于0,不正确.
3.“10是5的倍数,15是5的倍数,所以15是10的倍数”上述推理
( )
A.大前提错
B.小前提错
C.推论过程错
D.正确
【解析】选C.大小前提正确,结论错误,那么推论过程错.
4.用演绎推理证明函数y=x3是增函数时的小前提是
( )
A.增函数的定义
B.函数y=x3满足增函数的定义
C.若x1D.若x1>x2,则f(x1)>f(x2)
【解析】选B.“三段论”中,根据其特征,大前提是增函数的定义,小前提是函数y=x3满足增函数的定义,结论是y=x3是增函数.
5.用演绎推理证明函数f(x)=|sin
x|是周期函数.
【证明】大前提:若函数y=f(x)对于定义域内的任意一个x值满足f(x+T)=f(x)(T为非零常数),则它为周期函数,T为它的一个周期.
小前提:f(x+π)=|sin(x+π)|=|sin
x|=f(x).
结论:函数f(x)=|sin
x|是周期函数.
(30分钟 60分)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.若平面四边形ABCD满足+=0,(-)·=0,则该四边形一定是( )
A.直角梯形
B.矩形
C.正方形
D.菱形
【解析】选D.由+=0?AB∥CD,AB=CD,由(-)·=0?BD⊥AC.所以四边形ABCD是菱形.
2.甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问成语竞赛的成绩.老师说:你们四人中有2位优秀,2位良好,我现在给甲看乙、丙的成绩,给乙看丙的成绩,给丁看甲的成绩.看后甲对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则( )
A.乙可以知道四人的成绩
B.丁可以知道四人的成绩
C.乙、丁可以知道对方的成绩
D.乙、丁可以知道自己的成绩
【解析】选D.由甲的说法可知乙、丙一人优秀一人良好,则甲、丁一人优秀一人良好,乙看到丙的结果则知道自己的结果,丁看到甲的结果则知道自己的结果.
3.已知三条不重合的直线m,n,l,两个不重合的平面α,β,有下列命题:
①若m∥n,n?α,则m∥α;
②若l⊥α,m⊥β且l∥m,则α∥β;
③若m?α,n?α,m∥β,n∥β,则α∥β;
④若α⊥β,α∩β=m,n?β,n⊥m,则n⊥α.
其中正确的命题个数是
( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【解析】选B.①中,m还可能在平面α内,①错误;②正确;③中m与n相交时才成立,③错误;④正确.
4.有一段“三段论”推理过程:若函数f(x)在(a,b)内可导且单调递增,则在(a,b)内,f′(x)>0恒成立.因为f(x)=x3在(-1,1)内可导且单调递增,所以在(-1,1)内,f′(x)=3x2>0恒成立,以上推理中
( )
A.大前提错误
B.小前提错误
C.结论正确
D.推理形式错误
【解析】选A.f(x)在(a,b)内可导且单调递增,则在(a,b)内,f′(x)≥0恒成立,故大前提错误.
【补偿训练】
设函数f(x)是定义在R上的奇函数,且y=f(x)的图象关于直线x=对称,则f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)=________.?
【解析】由题意,知f(0)=0,f(1)=f(0)=0,f(2)=f(-1)=0,
f(3)=f(-2)=0,f(4)=f(-3)=0,f(5)=f(-4)=0,故f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)=0.
答案:0
5.下面几种推理中是演绎推理的是
( )
A.因为y=2x是指数函数,所以函数y=2x经过定点(0,1)
B.猜想数列,,,…的通项公式为an=(n∈N
)
C.由圆x2+y2=r2的面积为πr2猜想出椭圆+=1的面积为πab
D.由平面直角坐标系中圆的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2,推测空间直角坐标系中球的方程为(x-a)2+(y-b)2+(z-c)2=r2
【解析】选A.选项B为归纳推理,C,D为类比推理,只有A为演绎推理.
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.关于函数f(x)=lg(x≠0),有下列命题:
①其图象关于y轴对称;
②当x>0时,f(x)是增函数;当x<0时,f(x)为减函数;
③f(x)的最小值是lg
2;
④当-11时,f(x)是增函数;
⑤f(x)无最大值,也无最小值.
其中所有正确结论的序号是________.?
【解析】因为f(x)是偶函数,所以①正确;
当x>0时,f(x)=lg=lg≥lg
2,
当且仅当x=1时取等号,
所以0x>1时,f(x)为增函数.x=1时取得最小值lg
2.
又f(x)为偶函数,
所以-12.
所以③④正确.
答案:①③④
7.求函数y=的定义域时,第一步推理中大前提是有意义时,a≥0,小前提是有意义,结论是__________.?
【解析】由三段论方法知应为log2x-2≥0.
答案:log2x-2≥0
8.若f(a+b)=f(a)f(b)(a,b∈N
),且f(1)=2,则++…+=________.?
【解析】利用三段论.因为f(a+b)=f(a)f(b)(a,b∈N
)(大前提).
令b=1,则=f(1)=2(小前提).
所以==…==2(结论),
所以原式==2
020.
答案:2
020
三、解答题(每小题10分,共20分)
9.设a>0,f(x)=+是R上的偶函数,求a的值.
【解析】因为f(x)是R上的偶函数,
所以f(-x)=f(x),
所以=0对于一切x∈R恒成立,
由此得a-=0,即a2=1.又a>0,所以a=1.
10.设f(x)=,g(x)=(其中a>0且a≠1).
(1)请你推测g(5)能否用f(2),f(3),g(2),g(3)来表示.
(2)如果(1)中获得了一个结论,请你推测能否将其推广.
【解析】(1)由f(3)g(2)+g(3)f(2)=×+×=
又g(5)=因此.
g(5)=f(3)g(2)+g(3)f(2).
(2)由g(5)=f(3)g(2)+g(3)f(2),
即g(2+3)=f(3)g(2)+g(3)f(2),
于是推测g(x+y)=f(x)g(y)+g(x)f(y).
证明:因为f(x)=,g(x)=……大前提
所以g(x+y)=,
g(y)=,f(y)=,……小前提及结论
所以f(x)g(y)+g(x)f(y)=×+×==g(x+y).
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,以上推理中“三段论”中的________是错误的.?
【解析】f(x)=sin(x2+1)不是正弦函数,故小前提错误.
答案:小前提
2.若函数f(x)满足下列条件:在定义域内存在x0使得f(x0+1)=f(x0)+f(1)成立,则称函数f(x)具有性质M;反之,若x0不存在,则称函数f(x)不具有性质M.
(1)证明:函数f(x)=2x具有性质M,并求出对应的x0的值.
(2)已知函数h(x)=lg具有性质M,求a的取值范围.
【解析】(1)f(x)=2x,由f(x0+1)=f(x0)+f(1)得:=+2,即=2,解得x0=1.
所以函数f(x)=2x具有性质M.
(2)h(x)的定义域为R,且可得a>0,
因为h(x)具有性质M,
所以存在x0,使得h(x0+1)=h(x0)+h(1),代入得lg=lg+lg,化为2(+1)=a(x0+1)2+a,整理得:(a-2)+2ax0+2a-2=0有实根.
①若a=2,得x0=-,满足题意;
②若a≠2,则要使(a-2)+2ax0+2a-2=0有实根,只需满足Δ≥0,即a2-6a+4≤0,解得a∈[3-,3+].
所以a∈[3-,2)∪(2,3+].
综合①②,可得a∈[3-,3+].
PAGE课时素养评价十四 合
情
推
理
(15分钟 30分)
1.下列说法正确的是
( )
A.由合情推理得出的结论一定是正确的
B.合情推理必须有前提有结论
C.合情推理不能猜想
D.合情推理得出的结论不能判断正误
【解析】选B.根据合情推理定义可知,合情推理必须有前提有结论.
2.如图所示,着色的三角形的个数依次构成数列{an}的前4项,则这个数列的一个通项公式为
( )
A.an=3n-1
B.an=3n
C.an=3n-2n
D.an=3n-1+2n-3
【解析】选A.第2个图形中有3个着色三角形,第3个图形中有3×3个着色三角形,第4个图形中有3×9个着色三角形,以此类推:第n个图形中有3n-1个着色三角形.
3.平面内有n条直线,最多可将平面分成f(n)个区域,则f(n)的表达式为( )
A.n+1
B.2n
C.
D.n2+n+1
【解析】选C.1条直线将平面分成1+1个区域;2条直线最多可将平面分成1+(1+2)=4个区域;3条直线最多可将平面分成1+(1+2+3)=7个区域;……;n条直线最多可将平面分成1+(1+2+3+…+n)=1+=个区域.
4.在平面上,若两个正三角形的边长的比为1∶2,则它们的面积比为1∶4,类似地,在空间中,若两个正四面体的棱长比为1∶2,则它们的体积比为________.?
【解析】因为两个正三角形是相似的三角形,所以它们的面积之比是相似比的平方.同理,两个正四面体是两个相似几何体,体积之比为相似比的立方,所以它们的体积比为1∶8.
答案:1∶8
5.已知在Rt△ABC中,AB⊥AC,AD⊥BC于点D,有=+成立.那么在四面体A
-BCD中,类比上述结论,你能得到怎样的猜想,说明猜想是否正确并给出理由.
【解析】类比AB⊥AC,AD⊥BC,可以猜想四面体A
-BCD中,AB,AC,AD两两垂直,AE⊥平面BCD.则=++.
猜想正确.理由如下:
如图所示,连接BE,并延长交CD于F,连接AF.
因为AB⊥AC,AB⊥AD,所以AB⊥平面ACD.
而AF?平面ACD,所以AB⊥AF.
在Rt△ABF中,AE⊥BF,
所以=+.
在Rt△ACD中,AF⊥CD,
所以=+.
所以=++,故猜想正确.
(30分钟 60分)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.已知数列{an}的前n项和Sn=n2·an(n≥2),且a1=1,通过计算a2,a3,a4,猜想an等于
( )
A.
B.
C.
D.
【解析】选B.由a1=1,S2=22·a2=a1+a2得a2=,
由a1+a2+a3=9×a3得a3=,由a1+a2+a3+a4=42·a4得a4=,…,猜想an=.
2.在平面几何中有如下结论:正三角形ABC的内切圆面积为S1,外接圆面积为S2,则=,推广到空间可以得到类似结论:已知正四面体P-ABC的内切球体积为V1,外接球体积为V2,则等于
( )
A.
B.
C.
D.
【解析】选D.正四面体的内切球与外接球的半径之比为1∶3,故=.
3.如图,将平面直角坐标系的格点(横、纵坐标均为整数的点)按如下规则标上数字标签:原点处标0,点(1,0)处标1,点(1,-1)处标2,点(0,-1)处标3,点(-1,-1)处标4,点(-1,0)处标5,点(-1,1)处标6,点(0,1)处标7,以此类推,则标签2
0172的格点的坐标为
( )
A.(1
009,1
008)
B.(1
008,1
007)
C.(2
017,2
016)
D.(2
016,2
015)
【解析】选A.由题意得12→(1,0),32→(2,1),52→(3,2),所以2
0172→
(1
009,1
008).
4.将正整数排列如图:
1
2 3 4
5 6 7 8 9
10
11
12
13
14
15 16
…
则2
018出现在
( )
A.第44行第81列
B.第45行第81列
C.第44行第82列
D.第45行第82列
【解析】选D.由题意可知第n行有(2n-1)个数,则前n行的数的个数为1+3+5+…+(2n-1)=n2,因为442=1
936,452=2
025,且1
936<2
018<2
025,所以2
018在第45行,又第45行有2×45-1=89个数,2018-1
936=82,故2
018在第45行第82列.
5.已知{bn}为等比数列,b5=2,且b1b2b3…b9=29.若{an}为等差数列,a5=2,则{an}的类似结论为
( )
A.a1a2a3…a9=29
B.a1+a2+…+a9=29
C.a1a2…a9=2×9
D.a1+a2+…+a9=2×9
【解析】选D.等比数列中的积(乘方)类比等差数列中的和(积),得a1+a2+…+a9=2×9.
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.如图所示,第n个图形是由正n+2边形拓展而来(n=1,2,…),则第n-2个图形(n>2)共有________个顶点.?
【解析】第1个图有3+3×3=4×3个顶点;
第2个图有4+4×4=5×4个顶点;
第3个图有5+5×5=6×5个顶点;
第4个图有6+6×6=7×6个顶点;……;
第n个图有(n+3)×(n+2)个顶点.
第n-2个图有(n+1)×n=(n2+n)个顶点.
答案:(n2+n)
7.在平面中,△ABC的∠ACB的平分线CE分△ABC面积所成的比=,将这个结论类比到空间:在三棱锥A-BCD中,平面DEC平分二面角A-CD-B且与AB交于E,则类比的结论为________.?
【解析】平面中的面积类比到空间为体积,故类比成.平面中的线段长类比到空间为面积,故类比成.故有=.
答案:=
8.已知f(x)=,x≥0,若f1(x)=f(x),fn+1(x)=f(fn(x)),n∈N
,则f2
019(x)的表达式为________.?
【解析】由题意,得f1(x)=f(x)=,f2(x)==,f3(x)=,…,由此归纳推理可得f2
019(x)=.
答案:f2
019(x)=
三、解答题(每小题10分,共20分)
9.在矩形ABCD中,对角线AC与两邻边所成的角分别为α,β,则cos2α+cos2β=1,在立体几何中,通过类比,给出猜想并证明.
【解析】如图①,在矩形ABCD中,cos2α+cos2
β=+===1.
于是类比到长方体中,猜想其体对角线与共顶点的三条棱所成的角分别为α,β,γ,
则cos2α+cos2β+cos2γ=1,
证明如下:如图②,cos2α+cos2β+cos2γ=++===1.
10.若a1,a2∈R+,则有不等式≥成立,此不等式能推广吗?请你至少写出两个不同类型的推广.
【解析】可以从a1,a2的个数以及指数上进行推广.
第一类型:
≥,
≥,
…
≥.
第二类型:≥,
≥,…,≥.
第三类型:≥,
≥,…
≥.
如图所示为m行m+1列的士兵方阵(m∈N
,m≥2).
(1)写出一个数列,用它表示当m分别是2,3,4,5,…时,方阵中士兵的人数;
(2)若把(1)中的数列记为{an},归纳该数列的通项公式;
(3)求a10,并说明a10表示的实际意义;
(4)问9
900是数列的第几项?
【解析】(1)当m=2时,表示一个2行3列的士兵方阵,共有6人,依次可以得到当m=3,4,5,…时的士兵人数分别为12,20,30,…故所求数列为6,12,20,30,…
(2)因为a1=2×3,a2=3×4,a3=4×5,…所以猜想an=(n+1)(n+2),n∈N
.
(3)a10=11×12=132.a10表示11行12列的士兵方阵的人数为132.
(4)令(n+1)(n+2)=9
900,所以n=98,即9
900是数列的第98项.
PAGE