章末复习课
[整合·网络构建]
[警示·易错提醒]
1.进行类比推理时,可以从①问题的外在结构特征,②图形的性质或维数.③处理一类问题的方法.④事物的相似性质等入手进行类比.要尽量从本质上去类比,不要被表面现象迷惑,否则,只抓住一点表面的相似甚至假象就去类比,就会犯机械类比的错误.
2.进行归纳推理时,要把作为归纳基础的条件变形为有规律的统一的形式,以便于作出归纳猜想.
3.推理证明过程叙述要完整、严谨、逻辑关系清晰、不跳步.
4.注意区分演绎推理和合情推理,当前提为真时,前者结论一定为真,而后者结论可能为真也可能为假.合情推理得到的结论其正确性需要进一步推证,合情推理中运用猜想时要有依据.
5.用反证法证明数学命题时,必须把反设作为推理依据.书写证明过程时,一定要注意不能把“假设”误写为“设”,还要注意一些常见用语的否定形式.
6.分析法的过程仅需要寻求结论成立的充分条件即可,而不是充要条件.分析法是逆推证明,故在利用分析法证明问题时应注意逻辑性与规范性.
专题一 合情推理
合情推理包括归纳推理和类比推理,归纳推理是由部分到整体,由特殊到一般的推理,后面是由特殊到特殊的推理.但二者都能由已知推测未知,都能用于猜想,具有发现功能,
- 1 -
但推理的结论不一定为真,有待进一步证明.
[例1] (1)(2015·陕西卷)观察下列等式: 111-=
22
111111-+-=+
23434
111111111-+-+-=++
23456456……
据此规律,第n个等式可为_______________________________.
(2)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=
2S;
a+b+c类比这个结论可知,四面体ABCD的四个面的面积分别为S1,S2,S3,S4,四面体ABCD的体积为V,内切球半径为R,则R=________.
解析:(1)由给出的等式看,左边共有2n项且等式左边分母分别为1,2,3,…,2n,分子均为1,且奇数项为正,偶数项为负.
111
等式的右边共n项,且分母分别为n+1,n+2,…2n.分子均为1,因此猜想1-+-
23411111
+……+-=++…+
2n-12nn+1n+22n类比类比(2)三角形边长――→四面体各面面积,三角形的面积――→四面体体积 因此R=
3V
S1+S2+S3+S4
11111111
答案:(1)1-+-+…+-=++…+.
2342n-12nn+1n+22n(2)R=
3V
S1+S2+S3+S4
归纳升华
1.归纳推理中,从特殊发现各项的变化规律,特别是各项的符号变化;从已知相同特征中推出一个明确表述的一般性命题.
2.类比推理重在考察观察和比较的能力,题目一般情况下较为新颖,也有一定的探索性. [变式训练] (1)有一个奇数列1,3,5,7,9,…,现在进行如下分组:第一组含一个数{1};第二组含两个数{3,5};第三组含三个数{7,9,11};第四组含四个数{13,15,17,19};….则观察每组内各数之和f(n)(n∈N)与组的编号数n的关系式为________.
(2)在平面几何中,对于Rt△ABC,设AB=c,AC=b,BC=a,则△ABC的外接圆半径为r122
= a+b,把上述结论类比到空间,写出类似的结论. 2
- 1 -
*
(1)解析:由于1=1,3+5=8=2,7+9+11=27=3,13+15+17+19=64=4,…,猜想第n组内各数之和f(n)与组的编号数n的关系式为f(n)=n.
答案:f(n)=n
(2)解:取空间中三条侧棱两两垂直的四面体A-BCD且AB=a,AC=b,AD=c,则此四面1222
体的外接球的半径为R= a+b+c.
2
专题二 演绎推理
演绎推理是由一般到特殊的推理方法,又叫逻辑推理,在前提和推理形式均正确的前提下,得到的结论一定正确,演绎推理的内容一般是通过合情推理获取.
演绎推理的形式一般为“三段论”的形式,即大前提、小前提和结论. 12
[例2] 已知函数f(x)=x+aln x(a∈R).
2(1)若f(x)在[1,e]上是增函数,求a的取值范围. 23
(2)若a=1,1≤x≤e,证明:f(x) 3 解:(1)因为f′(x)=x+,且f(x)在[1,e]上是增函数, 所以f′(x)=x+≥0在[1,e]上恒成立, 即a≥-x在[1,e]上恒成立,所以a≥-1. 12 (2)当a=1时,f(x)=x+ln x,x∈[1,e] 2231223 令F(x)=f(x)-x=x+ln x-x, 323又F′(x)=x+-2x= 1 2 2 3 3 3333 axax(1-x)(1+x+2x) 2 xx≤0, 所以F(x)在[1,e]上是减函数, 12 所以F(x)≤F(1)=-<0, 2323 所以x∈[1,e]时,f(x) 3归纳升华 数学中的演绎推理一般是以三段论的格式进行的.三段论由大前提、小前提和结论三个命题组成,大前提是一个一般性原理,小前提给出了适合这个原理的一个特殊场合,结论是大前提和小前提的逻辑结果. 1 [变式训练] 若定义在区间D上函数f(x)对于D上的几个值x1,x2,…,xn总满足[f(x1) n - 1 - +f(x2)+…+f(xn)]≤f? ?x1+x2+…+xn?称函数f(x)为D上的凸函数,现已知f(x)=sin x?n?? 在(0,π)上是凸函数,则在△ABC中,sin A+sin B+sin C的最大值是________. 1?x1+x2+…+xn?, 解析:因为[f(x1)+f(x2)+…+f(xn)]≤f?? n? n? 因为f(x)=sin x在(0,π)上是凸函数, 所以f(A)+f(B)+f(C)≤3f? ?A+B+C?, ? ?n? π33 即sin A+sin B+sin C≤3sin =, 3233 所以sin A+sin B+sin C的最大值是. 2答案: 33 2 专题三 综合法与分析法证明数学命题 综合法是从原因推测结果的思维方法,即从已知条件出发,经过逐步的推理,最后达到待证的结论,这是常用的数学方法. 分析法是从待证的结论出发,一步一步地寻找结论成立的充分条件,最后达到题设的已知条件或已被证明的事实. [例3] (2016·全国Ⅲ卷)如图,四棱锥PABCD中,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M为线段AD上一点,AM=2MD,N为PC的中点. (1)证明:MN∥平面PAB; (2)求四面体NBCM的体积. (1)证明:因为AM=2MD, - 1 - 2 所以AM=AD=2. 3 取BP的中点T,连接AT,TN,如图所示,由N是PC的中点知,TN∥BC. TN=BC=2. 因为AD∥BC, 所以TN∥AM. 又BC=4, 1 所以AM=BC. 2因为TN=AM. 所以四边形AMNT为平行四边形. 所以MN∥AT. 因为AT?平面PAB,MN?平面PAB, 所以MN∥平面PAB. (2)解:因为PA⊥平面ABCD,N为PC的中点, 1 所以N到平面ABCD的距离为PA=2. 2取BC的中点E,连接AE. 因为AB=AC=3, 所以AE⊥BC,AE=AB-BE=3-2=5. 由AM∥BC得点M到BC的距离为5. 1 所以S△BCM=×4×5=25. 2所以四面体N-BCM的体积 2 2 2 2 12 VNBCM145=×S△BCM×2=. 33 归纳升华 综合法和分析法是直接证明中的两种最基本的证明方法,但两种证明方法思路截然相反,分析法即可用于寻找解题思路,也可以是完整的证明过程,分析法与综合法可相互转换,相互渗透,要充分利用这一辩证关系,在解题中综合法和分析法联合运用,转换解题思路,增加解题途径.一般以分析法为主寻求解题思路,再用综合法有条理地表示证明过程. [变式训练] 在△ABC中,三个内角A,B,C对应的边分别为a,b,c,且A,B,C成等差数列,a,b,c成等比数列,求证:△ABC为等边三角形. 证明:由A,B,C成等差数列,有2B=A+C.① - 1 -