高中數(shù)學(xué)反證法例題
反證法首先假設(shè)某命題不成立(即在原命題的題設(shè)下,結(jié)論不成立),然后推理出明顯矛盾的結(jié)果,從而下結(jié)論說(shuō)假設(shè)不成立,原命題得證。下面由學(xué)習(xí)啦小編給你帶來(lái)關(guān)于高中數(shù)學(xué)反證法例題,希望對(duì)你有幫助!
高中數(shù)學(xué)反證法例題一
選擇題
1.否定結(jié)論“至多有兩個(gè)解”的說(shuō)法中,正確的是( )
A.有一個(gè)解
B.有兩個(gè)解
C.至少有三個(gè)解
D.至少有兩個(gè)解
[答案] C
[解析] 在邏輯中“至多有n個(gè)”的否定是“至少有n+1個(gè)”,所以“至多有兩個(gè)解”的否定為“至少有三個(gè)解”,故應(yīng)選C.
2.否定“自然數(shù)a、b、c中恰有一個(gè)偶數(shù)”時(shí)的正確反設(shè)為( )
A.a、b、c都是奇數(shù)
B.a、b、c或都是奇數(shù)或至少有兩個(gè)偶數(shù)
C.a、b、c都是偶數(shù)
D.a、b、c中至少有兩個(gè)偶數(shù)
[答案] B
[解析] a,b,c三個(gè)數(shù)的奇、偶性有以下幾種情況:①全是奇數(shù);②有兩個(gè)奇數(shù),一個(gè)偶數(shù);③有一個(gè)奇數(shù),兩個(gè)偶數(shù);④三個(gè)偶數(shù).因?yàn)橐穸á冢约僭O(shè)應(yīng)為“全是奇數(shù)或至少有兩個(gè)偶數(shù)”.故應(yīng)選B.
3.用反證法證明命題“三角形的內(nèi)角中至少有一個(gè)不大于60°”時(shí),反設(shè)正確的是( )
A.假設(shè)三內(nèi)角都不大于60°
B.假設(shè)三內(nèi)角都大于60°
C.假設(shè)三內(nèi)角至多有一個(gè)大于60°
D.假設(shè)三內(nèi)角至多有兩個(gè)大于60°
[答案] B
[解析] “至少有一個(gè)不大于”的否定是“都大于60°”.故應(yīng)選B.
4.用反證法證明命題:“若整系數(shù)一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有有理根,那么a,b,c中至少有一個(gè)是偶數(shù)”時(shí),下列假設(shè)正確的是( )
A.假設(shè)a,b,c都是偶數(shù)
B.假設(shè)a、b,c都不是偶數(shù)
C.假設(shè)a,b,c至多有一個(gè)偶數(shù)
D.假設(shè)a,b,c至多有兩個(gè)偶數(shù)
[答案] B
[解析] “至少有一個(gè)”反設(shè)詞應(yīng)為“沒(méi)有一個(gè)”,也就是說(shuō)本題應(yīng)假設(shè)為a,b,c都不是偶數(shù).
5.命題“△ABC中,若∠A>∠B,則a>b”的結(jié)論的否定應(yīng)該是( )
A.a
B.a≤b
C.a=b
D.a≥b
[答案] B
[解析] “a>b”的否定應(yīng)為“a=b或a
6.已知a,b是異面直線,直線c平行于直線a,那么c與b的位置關(guān)系為( )
A.一定是異面直線
B.一定是相交直線
C.不可能是平行直線
D.不可能是相交直線
[答案] C
[解析] 假設(shè)c∥b,而由c∥a,可得a∥b,這與a,b異面矛盾,故c與b不可能是平行直線.故應(yīng)選C.
7.設(shè)a,b,c∈(-∞,0),則三數(shù)a+1b,c+1a,b+1c中( )
A.都不大于-2
B.都不小于-2
C.至少有一個(gè)不大于-2
D.至少有一個(gè)不小于-2
[答案] C
[解析] a+1b+c+1a+b+1c
=a+1a+b+1b+c+1c
∵a,b,c∈(-∞,0),
∴a+1a=--a+-1a≤-2
b+1b=--b+-1b≤-2
c+1c=--c+-1c≤-2
∴a+1b+c+1a+b+1c≤-6
∴三數(shù)a+1b、c+1a、b+1c中至少有一個(gè)不大于-2,故應(yīng)選C.
8.若P是兩條異面直線l、m外的任意一點(diǎn),則( )
A.過(guò)點(diǎn)P有且僅有一條直線與l、m都平行
B.過(guò)點(diǎn)P有且僅有一條直線與l、m都垂直
C.過(guò)點(diǎn)P有且僅有一條直線與l、m都相交
D.過(guò)點(diǎn)P有且僅有一條直線與l、m都異面
[答案] B
[解析] 對(duì)于A,若存在直線n,使n∥l且n∥m
則有l(wèi)∥m,與l、m異面矛盾;對(duì)于C,過(guò)點(diǎn)P與l、m都相交的直線不一定存在,反例如圖(l∥α);對(duì)于D,過(guò)點(diǎn)P與l、m都異面的直線不唯一.
9.有甲、乙、丙、丁四位歌手參加比賽,其中只有一位獲獎(jiǎng),有人走訪了四位歌手,甲說(shuō):“是乙或丙獲獎(jiǎng)”,乙說(shuō):“甲、丙都未獲獎(jiǎng)”,丙說(shuō):“我獲獎(jiǎng)了”,丁說(shuō):“是乙獲獎(jiǎng)了”,四位歌手的話(huà)只有兩句是對(duì)的,則獲獎(jiǎng)的歌手是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
[答案] C
[解析] 因?yàn)橹挥幸蝗双@獎(jiǎng),所以丙、丁只有一個(gè)說(shuō)對(duì)了,同時(shí)甲、乙中只有一人說(shuō)對(duì)了,假設(shè)乙說(shuō)的對(duì),這樣丙就錯(cuò)了,丁就對(duì)了,也就是甲也對(duì)了,與甲錯(cuò)矛盾,所以乙說(shuō)錯(cuò)了,從而知甲、丙對(duì),所以丙為獲獎(jiǎng)歌手.故應(yīng)選C.
10.已知x1>0,x1≠1且xn+1=xn(x2n+3)3x2n+1(n=1,2…),試證“數(shù)列{xn}或者對(duì)任意正整數(shù)n都滿(mǎn)足xnxn+1”,當(dāng)此題用反證法否定結(jié)論時(shí),應(yīng)為( )
A.對(duì)任意的正整數(shù)n,都有xn=xn+1
B.存在正整數(shù)n,使xn=xn+1
C.存在正整數(shù)n,使xn≥xn+1且xn≤xn-1
D.存在正整數(shù)n,使(xn-xn-1)(xn-xn+1)≥0
[答案] D
[解析] 命題的結(jié)論是“對(duì)任意正整數(shù)n,數(shù)列{xn}是遞增數(shù)列或是遞減數(shù)列”,其反設(shè)是“存在正整數(shù)n,使數(shù)列既不是遞增數(shù)列,也不是遞減數(shù)列”.故應(yīng)選D.
高中數(shù)學(xué)反證法例題二
填空題
11.命題“任意多面體的面至少有一個(gè)是三角形或四邊形或五邊形”的結(jié)論的否定是________.
[答案] 沒(méi)有一個(gè)是三角形或四邊形或五邊形
[解析] “至少有一個(gè)”的否定是“沒(méi)有一個(gè)”.
12.用反證法證明命題“a,b∈N,ab可被5整除,那么a,b中至少有一個(gè)能被5整除”,那么反設(shè)的內(nèi)容是________________.
[答案] a,b都不能被5整除
[解析] “至少有一個(gè)”的否定是“都不能”.
13.用反證法證明命題:“一個(gè)三角形中不能有兩個(gè)直角”的過(guò)程歸納為以下三個(gè)步驟:
?、?ang;A+∠B+∠C=90°+90°+∠C>180°,這與三角形內(nèi)角和為180°相矛盾,則∠A=∠B=90°不成立;
②所以一個(gè)三角形中不能有兩個(gè)直角;
?、奂僭O(shè)∠A,∠B,∠C中有兩個(gè)角是直角,不妨設(shè)∠A=∠B=90°.
正確順序的序號(hào)排列為_(kāi)___________.
[答案]?、邰佗?/p>
[解析] 由反證法證明的步驟知,先反證即③,再推出矛盾即①,最后作出判斷,肯定結(jié)論即②,即順序應(yīng)為③①②.
14.用反證法證明質(zhì)數(shù)有無(wú)限多個(gè)的過(guò)程如下:
假設(shè)______________.設(shè)全體質(zhì)數(shù)為p1、p2、…、pn,令p=p1p2…pn+1.
顯然,p不含因數(shù)p1、p2、…、pn.故p要么是質(zhì)數(shù),要么含有______________的質(zhì)因數(shù).這表明,除質(zhì)數(shù)p1、p2、…、pn之外,還有質(zhì)數(shù),因此原假設(shè)不成立.于是,質(zhì)數(shù)有無(wú)限多個(gè).
[答案] 質(zhì)數(shù)只有有限多個(gè) 除p1、p2、…、pn之外
[解析] 由反證法的步驟可得.
高中數(shù)學(xué)反證法例題三
解答題
15.已知:a+b+c>0,ab+bc+ca>0,abc>0.
求證:a>0,b>0,c>0.
[證明] 用反證法:
假設(shè)a,b,c不都是正數(shù),由abc>0可知,這三個(gè)數(shù)中必有兩個(gè)為負(fù)數(shù),一個(gè)為正數(shù),
不妨設(shè)a<0,b<0,c>0,則由a+b+c>0,
可得c>-(a+b),
又a+b<0,∴c(a+b)<-(a+b)(a+b)
ab+c(a+b)<-(a+b)(a+b)+ab
即ab+bc+ca<-a2-ab-b2
∵a2>0,ab>0,b2>0,∴-a2-ab-b2=-(a2+ab+b2)<0,即ab+bc+ca<0,
這與已知ab+bc+ca>0矛盾,所以假設(shè)不成立.
因此a>0,b>0,c>0成立.
16.已知a,b,c∈(0,1).求證:(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a不能同時(shí)大于14.
[證明] 證法1:假設(shè)(1-a)b、(1-b)c、(1-c)a都大于14.∵a、b、c都是小于1的正數(shù),∴1-a、1-b、1-c都是正數(shù).(1-a)+b2≥(1-a)b>14=12,
同理(1-b)+c2>12,(1-c)+a2>12.
三式相加,得
(1-a)+b2+(1-b)+c2+(1-c)+a2>32,
即32>32,矛盾.
所以(1-a)b、(1-b)c、(1-c)a不能都大于14.
證法2:假設(shè)三個(gè)式子同時(shí)大于14,即(1-a)b>14,(1-b)c>14,(1-c)a>14,三式相乘得
(1-a)b(1-b)c(1-c)a>143①
因?yàn)?
同理,0
所以(1-a)a(1-b)b(1-c)c≤143.②
因?yàn)棰倥c②矛盾,所以假設(shè)不成立,故原命題成立.
17.已知函數(shù)f(x)是(-∞,+∞)上的增函數(shù),a,b∈R.
(1)若a+b≥0,求證:f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b);
(2)判斷(1)中命題的逆命題是否成立,并證明你的結(jié)論.
[解析] (1)證明:∵a+b≥0,∴a≥-b.
由已知f(x)的單調(diào)性得f(a)≥f(-b).
又a+b≥0?b≥-a?f(b)≥f(-a).
兩式相加即得:f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b).
(2)逆命題:
f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)?a+b≥0.
下面用反證法證之.
假設(shè)a+b<0,那么:
a+b<0?a<-b?f(a)
?f(a)+f(b)
這與已知矛盾,故只有a+b≥0.逆命題得證.
18.(2010?湖北理,20改編)已知數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式為bn=1423n-1.求證:數(shù)列{bn}中的任意三項(xiàng)不可能成等差數(shù)列.
[解析] 假設(shè)數(shù)列{bn}存在三項(xiàng)br、bs、bt(rbs>br,則只可能有2bs=br+bt成立.
∴2?1423s-1=1423r-1+1423t-1.
兩邊同乘3t-121-r,化簡(jiǎn)得3t-r+2t-r=2?2s-r3t-s,
由于r
故數(shù)列{bn}中任意三項(xiàng)不可能成等差數(shù)列.