高二數(shù)學(xué)類比推理綜合測試題(有答案)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
選修2-2 2.1.1 第2課時(shí) 類比推理
一、
1.下列說法正確的是(  )
A.由合情推理得出的結(jié)論一定是正確的
B.合情推理必須有前提有結(jié)論
C.合情推理不能猜想
D.合情推理得出的結(jié)論無法判定正誤
[答案] B
[解析] 由合情推理得出的結(jié)論不一定正確,A不正確;B正確;合情推理的結(jié)論本身就是一個(gè)猜想,C不正確;合情推理結(jié)論可以通過證明來判定正誤,D也不正確,故應(yīng)選B.
2.下面幾種推理是合情推理的是(  )
①由圓的性質(zhì)類比出球的有關(guān)性質(zhì)
②由直角三角形、等腰三角形、等邊三角形的內(nèi)角和是180°,歸納出所有三角形的內(nèi)角和都是180°
③教室內(nèi)有一把椅子壞了,則該教室內(nèi)的所有椅子都壞了
④三角形內(nèi)角和是180°,四邊形內(nèi)角和是360°,五邊形內(nèi)角和是540°,由此得出凸多邊形的內(nèi)角和是(n-2)?180°
A.①②        
B.①③④
C.①②④
D.②④
[答案] C
[解析] ①是類比推理;②④都是歸納推理,都是合情推理.
3.三角形的面積為S=12(a+b+c)?r,a、b、c為三角形的邊長,r為三角形內(nèi)切圓的半徑,利用類比推理,可以得到四面體的體積為(  )
A.V=13abc
B.V=13Sh
C.V=13(S1+S2+S3+S4)r,(S1、S2、S3、S4分別為四面體四個(gè)面的面積,r為四面體內(nèi)切球的半徑)
D.V=13(ab+bc+ac)h(h為四面體的高)
[答案] C
[解析] 邊長對應(yīng)表面積,內(nèi)切圓半徑應(yīng)對應(yīng)內(nèi)切球半徑.故應(yīng)選C.
4.類比平面內(nèi)正三角形的“三邊相等,三內(nèi)角相等”的性質(zhì),可推知正四面體的下列哪些性質(zhì),你認(rèn)為比較恰當(dāng)?shù)氖?  )
①各棱長相等,同一頂點(diǎn)上的任兩條棱的夾角都相等
②各個(gè)面都是全等的正三角形,相鄰兩個(gè)面所成的二面角都相等
③各個(gè)面都是全等的正三角形,同一頂點(diǎn)上的任兩條棱的夾角都相等
A.①
B.①②
C.①②③
D.③
[答案] C
[解析] 正四面體的面(或棱)可與正三角形的邊類比,正四面體的相鄰兩面成的二面角(或共頂點(diǎn)的兩棱的夾角)可與正三角形相鄰兩邊的夾角類比,故①②③都對.
5.類比三角形中的性質(zhì):
(1)兩邊之和大于第三邊
(2)中位線長等于底邊的一半
(3)三內(nèi)角平分線交于一點(diǎn)
可得四面體的對應(yīng)性質(zhì):
(1)任意三個(gè)面的面積之和大于第四個(gè)面的面積
(2)過四面體的交于同一頂點(diǎn)的三條棱的中點(diǎn)的平面面積等于第四個(gè)面面積的14
(3)四面體的六個(gè)二面角的平分面交于一點(diǎn)
其中類比推理方法正確的有(  )
A.(1)
B.(1)(2)
C.(1)(2)(3)
D.都不對
[答案] C
[解析] 以上類比推理方法都正確,需注意的是類比推理得到的結(jié)論是否正確與類比推理方法是否正確并不等價(jià),方法正確結(jié)論也不一定正確.
6.由代數(shù)式的法則類比推導(dǎo)向量的數(shù)量積的運(yùn)算法則:
①“mn=nm”類比得到“a?b=b?a”;
②“(m+n)t=mt+nt”類比得到“(a+b)?c=a?c+b?c”;
③“(m?n)t=m(n?t)”類比得到“(a?b)?c=a?(b?c)”;
④“t≠0,mt=xt?m=x”類比得到“p≠0,a?p=x?p?a=x”;
⑤“m?n=m?n”類比得到“a?b=a?b”;
⑥“acbc=ab”類比得到“a?cb?c=ab”.
以上式子中,類比得到的結(jié)論正確的個(gè)數(shù)是(  )
A.1    
B.2    
C.3    
D.4
[答案] B
[解析] 由向量的有關(guān)運(yùn)算法則知①②正確,③④⑤⑥都不正確,故應(yīng)選B.
7.(2010?浙江溫州)如圖所示,橢圓中心在坐標(biāo)原點(diǎn),F(xiàn)為左焦點(diǎn),當(dāng)FB→⊥AB→時(shí),其離心率為5-12,此類橢圓被稱為“黃金橢圓”.類比“黃金橢圓”,可推算出“黃金雙曲線”的離心率e等于(  )
A.5+12
B.5-12
C.5-1
D.5+1
[答案] A
[解析] 如圖所示,設(shè)雙曲線方程為x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),
則F(-c,0),B(0,b),A(a,0)
∴FB→=(c,b),AB→=(-a,b)
又∵FB→⊥AB→,∴FB→?AB→=b2-ac=0
∴c2-a2-ac=0
∴e2-e-1=0
∴e=1+52或e=1-52(舍去),
故應(yīng)選A.
8.六個(gè)面都是平行四邊形的四棱柱稱為平行六面體.如圖甲,在平行四邊形ABD中,有AC2+BD2=2(AB2+AD2),那么在圖乙中所示的平行六面體ABCD-A1B1C1D1中,AC21+BD21+CA21+DB21等于(  )
A.2(AB2+AD2+AA21)
B.3(AB2+AD2+AA21)
C.4(AB2+AD2+AA21)
D.4(AB2+AD2)
[答案] C
[解析] AC21+BD21+CA21+DB21
=(AC21+CA21)+(BD21+DB21)
=2(AA21+AC2)+2(BB21+BD2)
=4AA21+2(AC2+BD2)
=4AA21+4AB2+4AD2,故應(yīng)選C.
9.下列說法正確的是(  )
A.類比推理一定是從一般到一般的推理
B.類比推理一定是從個(gè)別到個(gè)別的推理
C.類比推理是從個(gè)別到個(gè)別或一般到一般的推理
D.類比推理是從個(gè)別到一般的推理
[答案] C
[解析] 由類比推理的定義可知:類比推理是從個(gè)別到個(gè)別或一般到一般的推理,故應(yīng)選C.
10.下面類比推理中恰當(dāng)?shù)氖?  )
A.若“a?3=b?3,則a=b”類比推出“若a?0=b?0,則a=b”
B.“(a+b)c=ac+bc”類比推出“(a?b)c=ac?bc”
C.“(a+b)c=ac+bc”類比推出“a+bc=ac+bc(c≠0)”
D.“(ab)n=anbn”類比推出“(a+b)n=an+bn”
[答案] C
[解析] 結(jié)合實(shí)數(shù)的運(yùn)算知C是正確的.
二、題
11.設(shè)f(x)=12x+2,利用課本中推導(dǎo)等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的方法,可求得f(-5)+f(-4)+…+f(0)+…+f(5)+f(6)的值為________.
[答案] 32
[解析] 本題是“方法類比”.因等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)方法是倒序相加,亦即首尾相加,那么經(jīng)類比不難想到f(-5)+f(-4)+…+f(0)+…+f(5)+f(6)=[f(-5)+f(6)]+[f(-4)+f(5)]+…+[f(0)+f(1)],
而當(dāng)x1+x2=1時(shí),有f(x1)+f(x2)=
=12=22,故所求答案為6×22=32.
12.(2010?廣州高二檢測)若數(shù)列{an}是等差數(shù)列,對于bn=1n(a1+a2+…+an),則數(shù)列{bn}也是等差數(shù)列.類比上述性質(zhì),若數(shù)列{cn}是各項(xiàng)都為正數(shù)的等比數(shù)列,對于dn>0,則dn=________時(shí),數(shù)列{dn}也是等比數(shù)列.
[答案] nc1?c2?…?cn
13.在以原點(diǎn)為圓心,半徑為r的圓上有一點(diǎn)P(x0,y0),則過此點(diǎn)的圓的切線方程為x0x+y0y=r2,而在橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)中,當(dāng)離心率e趨近于0時(shí),短半軸b就趨近于長半軸a,此時(shí)橢圓就趨近于圓.類比圓的面積公式,在橢圓中,S橢=________.類比過圓上一點(diǎn)P(x0,y0)的圓的切線方程,則過橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)上一點(diǎn)P(x1,y1)的橢圓的切線方程為________.
[答案] π?a?b;x1a2?x+y1b2?y=1
[解析] 當(dāng)橢圓的離心率e趨近于0時(shí),橢圓趨近于圓,此時(shí)a,b都趨近于圓的半徑r,故由圓的面積S=πr2=π?r?r,猜想橢圓面積S橢=π?a?b,其嚴(yán)格證明可用定積分處理.而由切線方程x0?x+y0?y=r2變形得x0r2?x+y0r2?y=1,則過橢圓上一點(diǎn)P(x1,y1)的橢圓的切線方程為x1a2?x+y1b2?y=1,其嚴(yán)格證明可用導(dǎo)數(shù)求切線處理.
14.在等差數(shù)列{an}中,若a10=0,則有等式a1+a2+…+an=a1+a2+…+a19-n(n<19,n∈N*)成立,類比上述性質(zhì),相應(yīng)地:在等比數(shù)列{bn}中,若b9=1,則有等式__________成立.
[答案] b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈N*)
[解析] 解法1:從分析所提供的性質(zhì)入手:由a10=0,可得ak+a20-k=0,因而當(dāng)n<19-n時(shí),有a1+a2+…+a19-n=a1+a2+…+an+an+1+an+2+…+a19-n,
而an+1+an+2+…+a19-n=(19-2n)(an+1+a19-n)2=0,∴等式成立.同理可得n>19-n時(shí)的情形.
由此可知:等差數(shù)列{an}之所以有等式成立的性質(zhì),關(guān)鍵在于在等差數(shù)列中有性質(zhì):an+1+a19-n=2a10=0,類似地,在等比數(shù)列{bn}中,也有性質(zhì):bn+1?b17-n=b29=1,因而得到答案:b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈N*).
解法2:因?yàn)樵诘炔顢?shù)列中有“和”的性質(zhì)a1+a2+…+an=a1+a2+…+a19-n(n<19,n∈N*)成立,故在等比數(shù)列{bn}中,由b9=1,可知應(yīng)有“積”的性質(zhì)b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈N*)成立. (1)
證明如下:當(dāng)n<8時(shí),等式(1)為b1b2…bn=b1b2…bnbn+1…b17-n
即:bn+1?bn+2…b17-n=1.(2)
∵b9=1,∴bk+1?b17-k=b29=1.
∴bn+1bn+2…b17-n=b17-2n9=1.
∴(2)式成立,即(1)式成立;
當(dāng)n=8時(shí),(1)式即:b9=1顯然成立;
當(dāng)8<n<17時(shí),(1)式即:
b1b2…b17-n?b18-n?…bn=b1b2…b17-n
即:b18-n?b19-n…bn=1(3)
∵b9=1,∴b18-k?bk=b29=1
∴b18-nb19-n?…?bn=b2n-179=1
∴(3)式成立,即(1)式成立.
綜上可知,當(dāng)?shù)缺葦?shù)列{bn}滿足b9=1時(shí),有:
b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈N*)成立.
三、解答題
15.已知:等差數(shù)列{an}的公差為d,前n項(xiàng)和為Sn,有如下的性質(zhì):
(1)an=am+(n-m)?d.
(2)若m+n=p+q,其中,m、n、p、q∈N*,則am+an=ap+aq.
(3)若m+n=2p,m,n,p∈N*,則am+an=2ap.
(4)Sn,S2n-Sn,S3n-S2n構(gòu)成等差數(shù)列.
類比上述性質(zhì),在等比數(shù)列{bn}中,
寫出相類似的性質(zhì).
[解析] 等比數(shù)列{bn}中,公比q,前n項(xiàng)和Sn.
(1)通項(xiàng)an=am?qn-m.
(2)若m+n=p+q,其中m,n,p,q∈N*,
則am?an=ap?aq.
(3)若m+n=2p,其中,m,n,p∈N*,則a2p=am?an.
(4)Sn,S2n-Sn,S3n-S2n構(gòu)成等比數(shù)列.
16.先解答(1),再根據(jù)結(jié)構(gòu)類比解答(2).
(1)已知a,b為實(shí)數(shù),且a<1,b<1,求證:ab+1>a+b.
(2)已知a,b,c均為實(shí)數(shù),且a<1,b<1,c<1,求證:abc+2>a+b+c.
[解析] (1)ab+1-(a+b)=(a-1)(b-1)>0.
(2)∵a<1,b<1,c<1,據(jù)(1)得(ab)?c+1>ab+c,
∴abc+2=[(ab)?c+1]+1>(ab+c)+1=(ab+1)+c>a+b+c.
你能再用歸納推理方法猜想出更一般地結(jié)論嗎?
[點(diǎn)評] (1)與(2)的條件與結(jié)論有著相同的結(jié)構(gòu),通過分析(1)的推證過程及結(jié)論的構(gòu)成進(jìn)行類比推廣得出:(ab)?c+1>ab+c是關(guān)鍵.
用歸納推理可推出更一般的結(jié)論:ai為實(shí)數(shù),ai<1,i=1、2、…、n,則有:a1a2…an+(n-1)>a1+a2+…+an.
17.點(diǎn)P22,22在圓C:x2+y2=1上,經(jīng)過點(diǎn)P的圓的切線方程為22x+22y=1,又點(diǎn)Q(2,1)在圓C外部,容易證明直線2x+y=1與圓相交,點(diǎn)R12,12在圓C的內(nèi)部.直線12x+12y=1與圓相離.類比上述結(jié)論,你能給出關(guān)于一點(diǎn)P(a,b)與圓x2+y2=r2的位置關(guān)系與相應(yīng)直線與圓的位置關(guān)系的結(jié)論嗎?
[解析] 點(diǎn)P(a,b)在⊙C:x2+y2=r2上時(shí),直線ax+by=r2與⊙C相切;點(diǎn)P在⊙C內(nèi)時(shí),直線ax+by=r2與⊙C相離;點(diǎn)P在⊙C外部時(shí),直線ax+by=r2與⊙C相交.容易證明此結(jié)論是正確的.
18.我們知道:
12=          1,
22=(1+1)2=12+2×1+1,
32=(2+1)2=22+2×2+1,
42=(3+1)2=32+2×3+1,
……
n2=(n-1)2+2(n-1)+1,
左右兩邊分別相加,得
n2=2×[1+2+3+…+(n-1)]+n
∴1+2+3+…+n=n(n+1)2.
類比上述推理方法寫出求
12+22+32+…+n2的表達(dá)式的過程.
[解析] 我們記S1(n)=1+2+3+…+n,
S2(n)=12+22+32+…+n2,…Sk(n)=1k+2k+3k+…+nk (k∈N*).
已知
13=             1,
23=(1+1)3=13+3×12+3×1+1,
33=(2+1)3=23+3×22+3×2+1,
43=(3+1)3=33+3×32+3×3+1,
……
n3=(n-1)3+3(n-1)2+3(n-1)+1.
將左右兩邊分別相加,得
S3(n)=[S3(n)-n3]+3[S2(n)-n2]+3[S1(n)-n]+n.
由此知S2(n)=n3+3n2+2n-3S1(n)3=2n3+3n2+n6


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