直接证明与间接证明

来源 :数学金刊·高考版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zkc19890314
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  直接证明与间接证明贯穿在整张高考卷的始终,解题过程中处处离不开分析与综合. 近年高考解答题的证明,主要考查直接证明,难度多为中档或中偏高档;有时以解答题的压轴题的形式呈现,此时难度为高档,分值约为4~8分. 对于间接证明的考查,主要考查反证法,只在个别地区的高考卷中出现,难度一般为中档或中偏高档,分值约为4~6分.
  以数列、函数与导数、立体几何、解析几何等知识为背景的证明.
  (1)综合法解决问题的关键是从“已知”看“可知”,逐步逼近“未知”. 其逐步推理,实质上是寻找已知的必要条件. 分析法解决问题的关键是从未知看需知,逐步靠拢已知,其逐步推理,实际上是寻找结论的充分条件. 因此,在实际解题时,通常以分析法为主寻求解题思路,再用综合法有条理地表述过程,相得益彰.
  (2)对于某些看来明显成立而又不便知道根据什么去推导(综合法),甚至难于寻求到使之成立的充分条件(分析法)的“疑难”证明题,常考虑用反证法来证明. 一般地,可在假设原命题不成立的前提下,经过正确的逻辑推理,最后得出矛盾,从而说明假设错误,从反面证明原命题成立.
  例1 已知等比数列{an}中,a5 2a4=a2a4,前2m(m∈N?鄢)项和是前2m项中所有偶数项和的 倍.
  (1)求数列{an}的通项公式;
  (2)若数列{bn}满足bn=(n-λ)an(λ∈R,n∈N?鄢),且{bn}是递增数列,证明:λ<3.
  破解思路 (1)前2m(m∈N?鄢)项和是前2m项中所有偶数项和的 倍,求出等比数列{an}的公式;利用a5 2a4=a2a4,求出a3,即可写出数列{an}的通项公式;
  (2)把(1)中的数列{an}的通项公式代入bn=(n-λ)an,求出数列{bn}的通项公式,再利用{bn}是递增数列,得关于λ的不等式的恒成立问题,即可证得结论.
  答案详解 (1)设等比数列{an}的公比为q,由已知得a1 a2 a3 … a2m= (a2 a4 … a2m),所以a1 a3 a5 … a2m-1= (a2 a4 … a2m),所以a1 a3 a5 … a2m-1= q(a1 a3 a5 … a2m-1),解得q=2.
  又由a5 2a4=a2a4,得a3q2 2a3q=a23,即q2 2q=a3,所以a3=8,所以an=a3qn-3=2n.
  (2)由(1)知,an=2n. 因为bn=(n-λ)an(λ∈R,n∈N?鄢),所以bn=(n-λ)2n.
  因为{bn}是递增数列,所以bn 1>bn对n∈N?鄢恒成立,所以(n 1-λ)2n 1>(n-λ)2n对n∈N?鄢恒成立,
  得λ  例2 已知数列{an}满足:a1= ,a - a = ,a ·an<0(n≥1),数列{bn}满足:bn=a2n 1-a2n(n≥1). 证明:数列{bn}中的任意三项不可能成等差数列.
  破解思路 先求出数列{an}的通项,然后利用反证法证明.
  答案详解 因为a - a = ,所以1-a = (1-a ),令cn=1-a ,则c = cn. 又c1=1-a = ,则数列{cn} 是首项为 ,公比为 的等比数列,即cn= · ,所以1-a = · ,所以a =1- · ,所以bn=a -a =1- · -1- · = · . 假设数列{bn}存在三项br,bs,bt(rbs>bt,则只有可能有2bs=br bt成立,所以2· · = · · ,化简得3 ·2 =3 ·2 1①. 因为r  已知数列{an}满足a1=a,an 1= (n∈N).
  (1)数列 是否为等比数列?若不是,请说明理由;若是,试求出通项an.
  (2)如果a=1时,数列{an}的前n项和为Sn,试求出Sn,并证明当n≥3时,有 … < .
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