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首页 高二 高中数学选修2-2课时训练 合情推理与演绎推理2.1.2 Word版含答案

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  • 资源类别:高二试卷
  • 所属教版:高二下册数学人教版
  • 文件格式:ppt/doc
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  • 整理时间:2020-10-27
  • 2.1.2 演绎推理
    [学习目标]
    1.理解演绎推理的意义.
    2.掌握演绎推理的基本模式,并能运用它们进行一些简单推理.
    3.了解合情推理和演绎推理之间的区别和联系.
    [知识链接]
    1.演绎推理的结论一定正确吗?
    答 演绎推理的结论不会超出前提所界定的范围,所以在演绎推理中,只要前提和推理形式正确,其结论就一定正确.
    2.如何分清大前提、小前提和结论?
    答 在演绎推理中,大前提描述的是一般原理,小前提描述的是大前提里的特殊情况,结论是根据一般原理对特殊情况作出的判断,这与平时我们解答问题中的思考是一样的,即先指出一般情况,从中取出一个特例,特例也具有一般意义.例如,平行四边形对角线互相平分,这是一般情况;矩形是平行四边形,这是特例;矩形对角线互相平分,这是特例具有一般意义.
    3.演绎推理一般是怎样的模式?
    答 “三段论”是演绎推理的一般模式,它包括:(1)大前提——已知的一般原理;(2)小前提——所研究的特殊情况;(3)结论——根据一般原理,对特殊情况做出的判断.
    [预习导引]
    1.演绎推理
    含义
    从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论的推理
    特点
    由一般到特殊的推理
    2.三段论
    一般模式
    常用格式
    大前提
    已知的一般原理
    M是P
    小前提
    所研究的特殊情况
    S是M
    结论
    根据一般原理,对特殊情况做出的判断
    S是P
    要点一 用三段论的形式表示演绎推理
    例1 把下列演绎推理写成三段论的形式.
    (1)在一个标准大气压下,水的沸点是100℃,所以在一个标准大气压下把水加热到100℃时,水会沸腾;
    (2)一切奇数都不能被2整除,2100+1是奇数,所以2100+1不能被2整除;
    (3)三角函数都是周期函数,y=tanα是三角函数,因此y=tanα是周期函数.
    解 (1)在一个标准大气压下,水的沸点是100℃,大前提
    在一个标准大气压下把水加热到100℃,小前提
    水会沸腾.结论
    (2)一切奇数都不能被2整除,大前提
    2100+1是奇数,小前提
    2100+1不能被2整除.结论
    (3)三角函数都是周期函数,大前提
    y=tanα是三角函数,小前提
    y=tanα是周期函数.结论
    规律方法 用三段论写推理过程时,关键是明确大、小前提,三段论中的大前提提供了一个一般性的原理,小前提指出了一种特殊情况,两个命题结合起来,揭示了一般原理与特殊情况的内在联系.有时可省略小前提,有时甚至也可大前提与小前提都省略.在寻找大前提时,可找一个使结论成立的充分条件作为大前提.
    跟踪演练1 试将下列演绎推理写成三段论的形式:
    (1)太阳系的大行星都以椭圆形轨道绕太阳运行,海王星是太阳系中的大行星,所以海王星以椭圆轨道绕太阳运行;
    (2)所有导体通电时发热,铁是导体,所以铁通电时发热;
    (3)一次函数是单调函数,函数y=2x-1是一次函数,所以y=2x-1是单调函数;
    (4)等差数列的通项公式具有形式an=pn+q(p,q是常数),数列1,2,3,…,n是等差数列,所以数列1,2,3,…,n的通项具有an=pn+q的形式.
    解 (1)大前提:太阳系的大行星都以椭圆形轨道绕太阳运行;
    小前提:海王星是太阳系里的大行星;
    结论:海王星以椭圆形轨道绕太阳运行.
    (2)大前提:所有导体通电时发热;
    小前提:铁是导体;
    结论:铁通电时发热.
    (3)大前提:一次函数都是单调函数;
    小前提:函数y=2x-1是一次函数;
    结论:y=2x-1是单调函数.
    (4)大前提:等差数列的通项公式具有形式an=pn+q;
    小前提:数列1,2,3,…,n是等差数列;
    结论:数列1,2,3,…,n的通项具有an=pn+q的形式.
    要点二 演绎推理的应用
    例2 正三棱柱ABC-A1B1C1的棱长均为a,D、E分别为C1C与AB的中点,A1B交AB1于点G.
    (1)求证:A1B⊥AD;
    (2)求证:CE∥平面AB1D.
    证明 
    (1)连接BD.
    ∵三棱柱ABC-A1B1C1是棱长均为a的正三棱柱,
    ∴A1ABB1为正方形,∴A1B⊥AB1.
    ∵D是C1C的中点,
    ∴△A1C1D≌△BCD,∴A1D=BD,∵G为A1B的中点,∴A1B⊥DG,
    又∵DG∩AB1=G,∴A1B⊥平面AB1D.
    又∵AD⊂平面AB1D,∴A1B⊥AD.
    (2)连接GE,∵EG∥A1A,∴GE⊥平面ABC.
    ∵DC⊥平面ABC,∴GE∥DC,
    ∵GE=DC=a,∴四边形GECD为平行四边形,∴CE∥GD.
    又∵CE⊄平面AB1D,DG⊂平面AB1D,
    ∴CE∥平面AB1D.
    规律方法 (1)应用三段论解决问题时,应当首先明确什么是大前提和小前提,但为了叙述的简洁,如果前提是显然的,则可以省略.
    (2)数学问题的解决与证明都蕴含着演绎推理,即一连串的三段论,关键是找到每一步推理的依据——大前提、小前提,注意前一个推理的结论会作为下一个三段论的前提.
    跟踪演练2 求证:函数y=是奇函数,且在定义域上是增函数.
    证明 y==1-,
    所以f(x)的定义域为R.
    f(-x)+f(x)=+
    =2-=2-
    =2-=2-2=0.
    即f(-x)=-f(x),所以f(x)是奇函数.
    任取x1,x2∈R,且x1则f(x1)-f(x2)=-
    =2=2·.
    由于x1所以f(x1)要点三 合情推理、演绎推理的综合应用
    例3 如图所示,三棱锥A-BCD的三条侧棱AB,AC,AD两两互相垂直,O为点A在底面BCD上的射影.
    (1)求证:O为△BCD的垂心;
    (2)类比平面几何的勾股定理,猜想此三棱锥侧面与底面间的一个关系,并给出证明.
    (1)证明 ∵AB⊥AD,AC⊥AD,AB∩AC=A,
    ∴AD⊥平面ABC,又BC⊂平面ABC.
    ∴AD⊥BC,又∵AO⊥平面BCD,AO⊥BC,
    ∵AD∩AO=A,
    ∴BC⊥平面AOD,∴BC⊥DO,同理可证CD⊥BO,
    ∴O为△BCD的垂心.
    (2)解 猜想:S+S+S
    =S.
    证明:连接DO并延长交BC于E,连结AE,
    由(1)知AD⊥平面ABC,
    AE⊂平面ABC,
    ∴AD⊥AE,又AO⊥ED,
    ∴AE2=EO·ED,
    ∴2=·,
    即S=S△BOC·S△BCD.
    同理可证:S=S△COD·S△BCD,
    S=S△BOD·S△BCD.
    ∴S+S+S=S△BCD·(S△BOC+S△COD+S△BOD)=S△BCD·S△BCD=S.
    规律方法 合情推理仅是“合乎情理”的推理,它得到的结论不一定真.但合情推理常常帮助我们猜测和发现新的规律,为我们提供证明的思路和方法,而演绎推理得到的结论一定正确(前提和推理形式都正确的前提下).
    跟踪演练3 已知命题:“若数列{an}是等比数列,且an>0,则数列bn=(n∈N*)也是等比数列”.类比这一性质,你能得到关于等差数列的一个什么性质?并证明你的结论.
    解 类比等比数列的性质,可以得到等差数列的一个性质是:若数列{an}是等差数列,则数列bn=也是等差数列.
    证明如下:
    设等差数列{an}的公差为d,则bn===a1+(n-1),
    所以数列{bn}是以a1为首项,为公差的等差数列.
    1.下面几种推理过程是演绎推理的是(  )
    A.两条直线平行,同旁内角互补,如果∠A与∠B是两条平行直线的同旁内角,则∠A+∠B=180°
    B.某校高三1班有55人,2班有54人,3班有52人,由此得高三所有班人数超过50人
    C.由平面三角形的性质,推测空间四面体的性质
    D.在数列{an}中,a1=1,an=(n≥2),由此归纳出{an}的通项公式
    答案 A
    解析 A是演绎推理,B、D是归纳推理,C是类比推理.
    2.“因为对数函数y=logax是增函数(大前提),又y=logx是对数函数(小前提),所以y=logx是增函数(结论).”下列说法正确的是(  )
    A.大前提错误导致结论错误
    B.小前提错误导致结论错误
    C.推理形式错误导致结论错误
    D.大前提和小前提都错误导致结论错误
    答案 A
    解析 y=logax是增函数错误.故大前提错.
    3.把“函数y=x2+x+1的图象是一条抛物线”恢复成三段论,则大前提:________;小前提:________;结论:________.
    答案 二次函数的图象是一条抛物线 函数y=x2+x+1是二次函数 函数y=x2+x+1的图象是一条抛物线
    4. “如图,在△ABC中,AC>BC,CD是AB边上的高,求证:∠ACD>∠BCD”.
    证明:在△ABC中,
    因为CD⊥AB,AC>BC, ①
    所以AD>BD, ②
    于是∠ACD>∠BCD. ③
    则在上面证明的过程中错误的是________.(只填序号)
    答案  ③
    解析 由AD>BD,得到∠ACD>∠BCD的推理的大前提应是“在同一三角形中,大边对大角”,小前提是“AD>BD”,而AD与BD不在同一三角形中,故③错误.
    1.演绎推理是从一般性原理出发,推出某个特殊情况的推理方法;只要前提和推理形式正确,通过演绎推理得到的结论一定正确.
    2.在数学中,证明命题的正确性都要使用演绎推理,推理的一般模式是三段论,证题过程中常省略三段论的大前提.
    一、基础达标
    1.下列表述正确的是(  )
    ①归纳推理是由部分到整体的推理;
    ②归纳推理是由一般到一般的推理;
    ③演绎推理是由一般到特殊的推理;
    ④类比推理是由特殊到一般的推理;
    ⑤类比推理是由特殊到特殊的推理.
    A.①②③ B.②③④
    C.②④⑤ D.①③⑤
    答案 D
    解析 根据归纳推理,演绎推理,类比推理的概念特征可以知道①③⑤正确.
    2.《论语·学路》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.一次三段论
    答案 C
    解析 这是一个复合三段论,从“名不正”推出“民无所措手足”,连续运用五次三段论,属演绎推理形式.
    3.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
    答案 C
    解析 由于函数f(x)=sin (x2+1)不是正弦函数.故小前提不正确.
    4.“∵四边形ABCD是矩形,∴四边形ABCD的对角线相等.”以上推理的大前提是(  )
    A.正方形都是对角线相等的四边形
    B.矩形都是对角线相等的四边形
    C.等腰梯形都是对角线相等的四边形
    D.矩形都是对边平行且相等的四边形
    答案 B
    解析 利用三段论分析:
    大前提:矩形都是对角线相等的四边形;
    小前提:四边形ABCD是矩形;
    结论:四边形ABCD的对角线相等.
    5.三段论:“①小宏在2013年的高考中考入了重点本科院校;②小宏在2013年的高考中只要正常发挥就能考入重点本科院校;③小宏在2013年的高考中正常发挥”中,“小前提”是________(填序号).
    答案 ③
    解析 在这个推理中,②是大前提,③是小前提,①是结论.
    6.在求函数y=的定义域时,第一步推理中大前提是当有意义时,a≥0;小前提是有意义;结论是________.
    答案 y=的定义域是[4,+∞)
    解析 由大前提知log2x-2≥0,解得x≥4.
    7.用三段论证明:直角三角形两锐角之和为90°.
    证明 因为任意三角形内角之和为180°(大前提),而直角三角形是三角形(小前提),所以直角三角形内角之和为180°(结论).
    设直角三角形两个锐角分别为∠A、∠B,则有∠A+∠B+90°=180°,因为等量减等量差相等(大前提),(∠A+∠B+90°)-90°=180°-90°(小前提),所以∠A+∠B=90°(结论).
    二、能力提升
    8.“所有9的倍数(M)都是3的倍数(P),某奇数(S)是9的倍数(M),故某奇数(S)是3的倍数(P).”上述推理是(  )
    A.小前提错 B.结论错
    C.正确的 D.大前提错
    答案 C
    解析 由三段论推理概念知推理正确.
    9.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
    答案 B
    解析 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.故选B.
    10.已知函数f(x)满足:f(1)=,4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y)(x,y∈R),则f(2010)=________.
    答案 
    解析 令y=1得4f(x)·f(1)=f(x+1)+f(x-1)
    即f(x)=f(x+1)+f(x-1) ①
    令x取x+1则f(x+1)=f(x+2)+f(x) ②
    由①②得f(x)=f(x+2)+f(x)+f(x-1),
    即f(x-1)=-f(x+2),
    ∴f(x)=-f(x+3),∴f(x+3)=-f(x+6),
    ∴f(x)=f(x+6),
    即f(x)周期为6,
    ∴f(2010)=f(6×335+0)=f(0)
    对4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y),令x=1,y=0,得
    4f(1)f(0)=2f(1),
    ∴f(0)=,即f(2010)=.
    11.用演绎推理证明函数f(x)=|sinx|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)|=|sinx|=f(x).
    结论:函数f(x)=|sinx|是周期函数.
    12.S为△ABC所在平面外一点,SA⊥平面ABC,平面SAB⊥平面SBC.求证:AB⊥BC.
    证明 
    如图,作AE⊥SB于E.
    ∵平面SAB⊥平面SBC,平面SAB∩平面SBC=SB.AE⊂平面SAB.
    ∴AE⊥平面SBC,
    又BC⊂平面SBC.
    ∴AE⊥BC.又∵SA⊥平面ABC,
    ∴SA⊥BC.
    ∵SA∩AE=A,SA⊂平面SAB,AE⊂平面SAB,
    ∴BC⊥平面SAB.
    ∵AB⊂平面SAB.∴AB⊥BC.
    三、探究与创新
    13.设f(x)=,g(x)=(其中a>0且a≠1).
    (1)5=2+3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 (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).
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