《新課標(biāo)》高三數(shù)學(xué)(人教版)第一輪復(fù)習(xí)單元講座 第41講 邏輯、推理與證明、復(fù)數(shù)、框圖
《《新課標(biāo)》高三數(shù)學(xué)(人教版)第一輪復(fù)習(xí)單元講座 第41講 邏輯、推理與證明、復(fù)數(shù)、框圖》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《《新課標(biāo)》高三數(shù)學(xué)(人教版)第一輪復(fù)習(xí)單元講座 第41講 邏輯、推理與證明、復(fù)數(shù)、框圖(25頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書—數(shù)學(xué) [人教版] 高三新數(shù)學(xué)第一輪復(fù)習(xí)教案(講座41—邏輯、推理與證明、復(fù)數(shù)、框圖) 一.課標(biāo)要求: 1.常用邏輯用語 (1)命題及其關(guān)系 ① 了解命題的逆命題、否命題與逆否命題;② 理解必要條件、充分條件與充要條件的意義,會分析四種命題的相互關(guān)系; (2)簡單的邏輯聯(lián)結(jié)詞 通過數(shù)學(xué)實(shí)例,了解"或"、"且"、"非"邏輯聯(lián)結(jié)詞的含義。 (3)全稱量詞與存在量詞 ① 通過生活和數(shù)學(xué)中的豐富實(shí)例,理解全稱量詞與存在量詞的意義; ② 能正確地對含有一個(gè)量詞的命題進(jìn)行否定。 2.推理與證明 (1)合情推理與演繹推理 ①結(jié)合已學(xué)過的數(shù)學(xué)實(shí)例和生活中的
2、實(shí)例,了解合情推理的含義,能利用歸納和類比等進(jìn)行簡單的推理,體會并認(rèn)識合情推理在數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)中的作用; ②結(jié)合已學(xué)過的數(shù)學(xué)實(shí)例和生活中的實(shí)例,體會演繹推理的重要性,掌握演繹推理的基本模式,并能運(yùn)用它們進(jìn)行一些簡單推理; ③通過具體實(shí)例,了解合情推理和演繹推理之間的聯(lián)系和差異。 (2)直接證明與間接證明 ①結(jié)合已經(jīng)學(xué)過的數(shù)學(xué)實(shí)例,了解直接證明的兩種基本方法:分析法和綜合法;了解分析法和綜合法的思考過程、特點(diǎn); ②結(jié)合已經(jīng)學(xué)過的數(shù)學(xué)實(shí)例,了解間接證明的一種基本方法--反證法;了解反證法的思考過程、特點(diǎn); (3)數(shù)學(xué)歸納法 了解數(shù)學(xué)歸納法的原理,能用數(shù)學(xué)歸納法證明一些簡單的數(shù)學(xué)命題; (
3、4)數(shù)學(xué)文化 ①通過對實(shí)例的介紹(如歐幾里德《幾何原本》、馬克思《資本論》、杰弗遜《獨(dú)立宣言》、牛頓三定律),體會公理化思想; ②介紹計(jì)算機(jī)在自動推理領(lǐng)域和數(shù)學(xué)證明中的作用; 3.?dāng)?shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入 (1)在問題情境中了解數(shù)系的擴(kuò)充過程,體會實(shí)際需求與數(shù)學(xué)內(nèi)部的矛盾(數(shù)的運(yùn)算規(guī)則、方程理論)在數(shù)系擴(kuò)充過程中的作用,感受人類理性思維的作用以及數(shù)與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系; (2)理解復(fù)數(shù)的基本概念以及復(fù)數(shù)相等的充要條件; (3)了解復(fù)數(shù)的代數(shù)表示法及其幾何意義; (4)能進(jìn)行復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運(yùn)算,了解復(fù)數(shù)代數(shù)形式的加減運(yùn)算的幾何意義。 4.框圖 (1)流程圖 ①通過具體實(shí)例,進(jìn)一
4、步認(rèn)識程序框圖; ②通過具體實(shí)例,了解工序流程圖(即統(tǒng)籌圖); ③能繪制簡單實(shí)際問題的流程圖,體會流程圖在解決實(shí)際問題中的作用; (2)結(jié)構(gòu)圖 ①通過實(shí)例,了解結(jié)構(gòu)圖;運(yùn)用結(jié)構(gòu)圖梳理已學(xué)過的知識、整理收集到的資料信息; ②結(jié)合作出的結(jié)構(gòu)圖與他人進(jìn)行交流,體會結(jié)構(gòu)圖在揭示事物聯(lián)系中的作用。 二.命題走向 常用邏輯用語 本部分內(nèi)容主要是常用的邏輯用語,包括命題與量詞,基本邏輯聯(lián)結(jié)詞以及充分條件、必要條件與命題的四種形式。 預(yù)測07年高考對本部分內(nèi)容的考查形式如下:考查的形式以選擇、填空題為主,考察的重點(diǎn)是條件和復(fù)合命題真值的判斷。 推理證明 本部分內(nèi)容主要包括:合情推理和演繹
5、推理、直接證明與間接證明、數(shù)學(xué)歸納法(理科)等內(nèi)容,其中推理中的合情推理、演繹推理幾乎涉及數(shù)學(xué)的方方面面的知識,代表研究性命題的發(fā)展趨勢,選擇題、填空題、解答題都可能涉及到,該部分命題的方向主要會在函數(shù)、三角、數(shù)列、立體幾何、解析幾何等方面,在新的高考中都會涉及和滲透,但單獨(dú)出題的可能性較??; 預(yù)計(jì)2007年高考將會有較多題目用到推理證明的方法。 復(fù)數(shù) 復(fù)數(shù)部分考查的重點(diǎn)是復(fù)數(shù)的有關(guān)概念、復(fù)數(shù)的代數(shù)形式、運(yùn)算及運(yùn)算的幾何意義,一般是選擇題、填空題,難度不大,預(yù)計(jì)今后的高考還會保持這個(gè)趨勢。 預(yù)測2007年高考對本講的試題難度不會太大,重視對基本問題諸如:復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算的考查,題目多以選
6、擇、填空為主。 框圖 本部分是新課標(biāo)新增內(nèi)容,歷年高考中涉及內(nèi)容很少,估計(jì)2007年高考中可能在選擇題、填空題中以考察流程圖和結(jié)構(gòu)圖的定義和特征的形式出現(xiàn);也可能以畫某種知識的結(jié)構(gòu)圖或解決某類問題的流程圖為形式的解答題出現(xiàn),但不論哪種形式,所占份量都不會很大。 三.要點(diǎn)精講 1.常用邏輯用語 (1)命題 命題:可以判斷真假的語句叫命題; 邏輯聯(lián)結(jié)詞:“或”“且”“非”這些詞就叫做邏輯聯(lián)結(jié)詞;簡單命題:不含邏輯聯(lián)結(jié)詞的命題。復(fù)合命題:由簡單命題與邏輯聯(lián)結(jié)詞構(gòu)成的命題。 常用小寫的拉丁字母p,q,r,s,……表示命題,故復(fù)合命題有三種形式:p或q;p且q;非p。 (2)復(fù)合命題的
7、真值 “非p”形式復(fù)合命題的真假可以用下表表示: p 非p 真 假 假 真 “p且q”形式復(fù)合命題的真假可以用下表表示: p q p且q 真 真 真 真 假 假 假 真 假 假 假 假 “p且q”形式復(fù)合命題的真假可以用下表表示: p q P或q 真 真 真 真 假 真 假 真 真 假 假 假 注:1°像上面表示命題真假的表叫真值表;2°由真值表得:“非p”形式復(fù)合命題的真假與p的真假相反;“p且q”形式復(fù)合命題當(dāng)p與q同為真時(shí)為真,其他情況為假;“p或q”形式復(fù)合命題當(dāng)p與q同為假時(shí)為假,其他情況為
8、真;3°真值表是根據(jù)簡單命題的真假,判斷由這些簡單命題構(gòu)成的復(fù)合命題的真假,而不涉及簡單命題的具體內(nèi)容。 (3)四種命題 如果第一個(gè)命題的條件是第二個(gè)命題的結(jié)論,且第一個(gè)命題的結(jié)論是第二個(gè)命題的條件,那么這兩個(gè)命題叫做互為逆命題; 如果一個(gè)命題的條件和結(jié)論分別是原命題的條件和結(jié)論的否定,那么這兩個(gè)命題叫做互否命題,這個(gè)命題叫做原命題的否命題; 如果一個(gè)命題的條件和結(jié)論分別是原命題的結(jié)論和條件的否定,那么這兩個(gè)命題叫做互為逆否命題,這個(gè)命題叫做原命題的逆否命題。 兩個(gè)互為逆否命題的真假是相同的,即兩個(gè)互為逆否命題是等價(jià)命題.若判斷一個(gè)命題的真假較困難時(shí),可轉(zhuǎn)化為判斷其逆否命題的真假。
9、 (4)條件 一般地,如果已知pTq,那么就說:p是q的充分條件;q是p的必要條件。 可分為四類:(1)充分不必要條件,即pTq,而qp;(2)必要不充分條件,即pq,而qTp;(3)既充分又必要條件,即pTq,又有qTp;(4)既不充分也不必要條件,即pq,又有qp。 一般地,如果既有pTq,又有qTp,就記作:pq.“”叫做等價(jià)符號。pq表示pTq且qTp。 這時(shí)p既是q的充分條件,又是q的必要條件,則p是q的充分必要條件,簡稱充要條件。 (5)全稱命題與特稱命題 這里,短語“所有”在陳述中表示所述事物的全體,邏輯中通常叫做全稱量詞,并用符號表示。含有全體量詞的命題,叫做全稱命
10、題。 短語“有一個(gè)”或“有些”或“至少有一個(gè)”在陳述中表示所述事物的個(gè)體或部分,邏輯中通常叫做存在量詞,并用符號表示,含有存在量詞的命題,叫做存在性命題。 2.推理與證明 (1)合情推理 根據(jù)一類事物的部分對象具有某種性質(zhì),推出這類事物的所有對象都具有這種性質(zhì)的推理,叫做歸納推理(簡稱歸納)。歸納是從特殊到一般的過程,它屬于合情推理; 根據(jù)兩類不同事物之間具有某些類似(或一致)性,推測其中一類事物具有與另一類事物類似(或相同)的性質(zhì)的推理,叫做類比推理(簡稱類比)。 類比推理的一般步驟: (1)找出兩類事物之間的相似性或一致性;(2)用一類事物的性質(zhì)去推測另一類事物的性質(zhì),得出一
11、個(gè)明確的命題(猜想);(3)一般地,事物之間的各個(gè)性質(zhì)之間并不是孤立存在的,而是相互制約的。如果兩個(gè)事物在某些性質(zhì)上相同或類似,那么它們在另一些性質(zhì)上也可能相同或類似,類比的結(jié)論可能是真的;(4)在一般情況下,如果類比的相似性越多,相似的性質(zhì)與推測的性質(zhì)之間越相關(guān),那么類比得出的命題就越可靠。 (2)演繹推理 分析上述推理過程,可以看出,推理的滅每一個(gè)步驟都是根據(jù)一般性命題(如“全等三角形”)推出特殊性命題的過程,這類根據(jù)一般性的真命題(或邏輯規(guī)則)導(dǎo)出特殊性命題為真的推理,叫做演繹推理。演繹推理的特征是:當(dāng)前提為真時(shí),結(jié)論必然為真。 (3)證明 反證法:要證明某一結(jié)論A是正確的,但不
12、直接證明,而是先去證明A的反面(非A)是錯(cuò)誤的,從而斷定A是正確的即反證法就是通過否定命題的結(jié)論而導(dǎo)出矛盾來達(dá)到肯定命題的結(jié)論,完成命題的論證的一種數(shù)學(xué)證明方法。 反證法的步驟:1)假設(shè)命題的結(jié)論不成立,即假設(shè)結(jié)論的反面成立;2)從這個(gè)假設(shè)出發(fā),通過推理論證,得出矛盾;3)由矛盾判定假設(shè)不正確,從而肯定命題的結(jié)論正確。 注意:可能出現(xiàn)矛盾四種情況:①與題設(shè)矛盾;②與反設(shè)矛盾;③與公理、定理矛盾④在證明過程中,推出自相矛盾的結(jié)論。 分析法:證明不等式時(shí),有時(shí)可以從求證的不等式出發(fā),分析使這個(gè)不等式成立的條件,把證明不等式轉(zhuǎn)化為判定這些條件是否具備的問題,如果能夠肯定這些條件都已具備,那么就
13、可以斷定原不等式成立,這種方法通常叫做分析法。 用分析法證明不等式的邏輯關(guān)系是: 分析法的思維特點(diǎn)是:執(zhí)果索因; 分析法的書寫格式: 要證明命題B為真,只需要證明命題為真, 從而有……,這只需要證明命題為真,從而又有…… 這只需要證明命題A為真,而已知A為真,故命題B必為真。 綜合法:利用某些已經(jīng)證明過的不等式(例如算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)定理)和不等式的性質(zhì)推導(dǎo)出所要證明的不等式成立,這種證明方法通常叫做綜合法, 用綜合法證明不等式的邏輯關(guān)系是: 綜合法的思維特點(diǎn)是:由因?qū)Ч?,即由已知條件出發(fā),利用已知的數(shù)學(xué)定理、性質(zhì)和公式,推出結(jié)論的一種證明方法。 3.?dāng)?shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引
14、入 形如a+bi(a,b的數(shù),我們把它們叫做復(fù)數(shù),全體復(fù)數(shù)所形成的集合叫做復(fù)數(shù)集,一般用字母C表示,其中a叫做復(fù)數(shù)的實(shí)部,b叫做復(fù)數(shù)的虛部。 復(fù)數(shù)的加法法則:(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;復(fù)數(shù)的加法法則:(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;復(fù)數(shù)的乘法法則:(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;復(fù)數(shù)的除法法則:(a+bi)(c+di)=== =+; 4.框圖 (1)結(jié)構(gòu)圖 首先,你要對所畫結(jié)構(gòu)圖的每一部分有一個(gè)深刻的理解和透徹的掌握,從頭止尾抓住主要脈絡(luò)進(jìn)行分解,然后將每一步分解進(jìn)行歸納與
15、提煉,形成一個(gè)個(gè)知識點(diǎn)并將其逐一地寫在矩形框內(nèi)。最后,按其內(nèi)在的邏輯順序?qū)⑺鼈兣帕衅饋聿⒂镁€段相連,這樣就畫成了知識結(jié)構(gòu)圖。 認(rèn)識結(jié)構(gòu)圖:由構(gòu)成系統(tǒng)的若干要素和表達(dá)各要素之間關(guān)系的連線構(gòu)成。 繪制結(jié)構(gòu)圖的步驟:1)先確定組成系統(tǒng)的基本要素,以及這些要素之間的關(guān)系;2)處理好“上位”與“下位”的關(guān)系;“下位”要素比“上位”要素更為具體, “上位”要素比“下位”要素更為抽象。3)再逐步細(xì)化各層要素;4)畫出結(jié)構(gòu)圖,表示整個(gè)系統(tǒng)。 (2)流程圖 繪制流程圖的一般過程:首先,用自然語言描述流程步驟;其次,分析每一步驟是否可以直接表達(dá),或需要借助于邏輯結(jié)構(gòu)來表達(dá);再次,分析各步驟之間的關(guān)系;最后
16、,畫出流程圖表示整個(gè)流程。 鑒于用自然語言描述算法所出現(xiàn)的種種弊端,人們開始用流程圖來表示算法,這種描述方法既避免了自然語言描述算法的拖沓冗長,又消除了起義性,且能清晰準(zhǔn)確地表述該算法的每一步驟,因而深受歡迎。 設(shè)計(jì)算法解決問題的主要步驟: 第一步、用自然語言描述算法; 算法可以用自然語言來描述,但為了使算法的程序或步驟表達(dá)得更為直觀,我們更經(jīng)常地用圖形方式來表示它。 第二步、畫出程序框圖表達(dá)算法; 第三步、寫出計(jì)算機(jī)相應(yīng)的程序并上機(jī)實(shí)現(xiàn)。 四.典例解析 題型1:判斷命題的真值 例1.寫出由下述各命題構(gòu)成的“p或q”,“p且q”,“非p”形式的復(fù)合命題,并指出所構(gòu)成的這些復(fù)
17、合命題的真假。 (1)p:9是144的約數(shù),q:9是225的約數(shù)。 (2)p:方程x2-1=0的解是x=1,q:方程x2-1=0的解是x=-1; (3)p:實(shí)數(shù)的平方是正數(shù),q:實(shí)數(shù)的平方是0. 解析:由簡單命題構(gòu)成復(fù)合命題,一定要檢驗(yàn)是否符合“真值表”如果不符要作語言上的調(diào)整。 (1)p或q:9是144或225的約數(shù); p且q:9是144與225的公約數(shù),(或?qū)懗桑?是144的約數(shù),且9是225的約數(shù)); 非p:9不是144的約數(shù). ∵p真,q真,∴“p或q”為真,“p且q” 為真,而“非p”為假. (2)p或q:方程x2-1=0的解是x=1,或方程x2-1=0的解是
18、x=-1(注意,不能寫成“方程x2-1=0的解是x=±1”,這與真值表不符); p且q:方程x2-1=0的解是x=1,且方程x2-1=0的解是x=-1; 非p:方程x2-1=0的解不都是x=1(注意,在命題p中的“是”應(yīng)理解為“都是”的意思); ∵p假,q假,∴“p或q”與,“p且q” 均為假,而“非p”為真. (3)p或q:實(shí)數(shù)的平方都是正數(shù)或?qū)崝?shù)的平方都是0; p且q:實(shí)數(shù)的平方都是正數(shù)且實(shí)數(shù)的平方都是0; 非p:實(shí)數(shù)的平方不都是正數(shù),(或:存在實(shí)數(shù),其平方不是正數(shù)); ∵p假,q假,∴“p或q”與“p且q” 均為假,而“非p”為真. 點(diǎn)評:在命題p或命題q的語句中,
19、由于中文表達(dá)的習(xí)慣常常會有些省略,這種情況下應(yīng)作詞語上的調(diào)整。 題型2:條件 例2.(1)(2005北京2)“”是“直線相互垂直”的( ) A.充分必要條件 B.充分而不必要條件 C.必要而不充分條件 D.既不充分也不必要條件 答案:B; 解析:當(dāng)時(shí)兩直線斜率乘積為從而可得兩直線垂直,當(dāng)時(shí)兩直線一條斜率為0一條斜率不存在,但兩直線仍然垂直.因此是題目中給出的兩條直線垂直的充分但不必要條件。 點(diǎn)評:對于兩條直線垂直的充要條件①都存在時(shí)②中有一個(gè)不存在另一個(gè)為零對于②這種情況多數(shù)考生容易忽略。 (2)(2005湖南6)設(shè)集合A={x|<0,B={x || x -1|<a
20、,若“a=1”是“A∩B≠”的( ?。?
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充要條件 D.既不充分又不必要條件
答案:A;
解析:由題意得A:-1 21、 ;
(2)判斷命題:“若沒有實(shí)根,則”的真假性。
解析:(1)答案:若;
由題意原命題的否命題為“若”。
(2)很可能許多同學(xué)會認(rèn)為它是假命題(原因m=0時(shí)顯然方程有根),而它的逆否命題:“若有實(shí)根”,顯然為真,其實(shí)不然,由沒實(shí)根可推得,而的真子集,由,故原命題為真,其實(shí),用逆否命題很容易判斷它是真命題;
點(diǎn)評:本題考查了命題間的關(guān)系,由原命題寫出其否命題。
題型4:全稱命題與特稱命題
例4.命題p:“有些三角形是等腰三角形”,則┐p是( )
A.有些三角形不是等腰三角形
B.所有三角形是等腰三角形
C.所有三角形不是等腰三角 22、形
D.所有三角形是等腰三角形
解析:像這種存在性命題的否定命題也有其規(guī)律:命題p:“存在使P(x)成立”,┐p為:“對任意”,它恰與全稱性命題的否定命題相反,故的答案為C。
點(diǎn)評:簡易邏輯題,比較抽象,不少學(xué)生在有些問題的看法上常出現(xiàn)一些自己也說不清道不明的疑惑,但要依據(jù)具體的規(guī)則進(jìn)行詳細(xì)的處理。
題型5:合情推理
例5.(1)觀察圓周上n個(gè)點(diǎn)之間所連的弦,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)點(diǎn)可以連一條弦,3個(gè)點(diǎn)可以連3條弦,4個(gè)點(diǎn)可以連6條弦,5個(gè)點(diǎn)可以連10條弦,你由此可以歸納出什么規(guī)律?
(2)把下面在平面內(nèi)成立的結(jié)論類比推廣到空間,并判斷類比的結(jié)論是否成立:
1)如果一條直線與兩條平行直 23、線中的一條相交,則必于另一條相交。
2)如果兩條直線同時(shí)垂直與第三條直線,則這兩條直線平行。
解析:(1)設(shè)為個(gè)點(diǎn)可連的弦的條數(shù),則
(2)
1)一個(gè)平面如和兩個(gè)平行平面中的一個(gè)相交,則必然和另一個(gè)也相交,次結(jié)論成立;
2)若兩個(gè)平面同時(shí)垂直第三個(gè)騙馬,則這兩個(gè)平面也相互平行,此結(jié)論不成立。
點(diǎn)評:當(dāng)前提為真,結(jié)論可能為真的推理。一定要理解合情推理的必要性。
題型6:演繹推理
例6.(06年天津)如圖,在五面體中,點(diǎn)是矩形的對角線的交點(diǎn),面是等邊三角形,棱。
(1)證明//平面;
(2)設(shè),證明平面。
解析:(Ⅰ)證明:取CD中點(diǎn)M,連結(jié)OM.
在矩形ABCD中,, 24、又,
則,連結(jié)EM,于是四邊形EFOM為平行四邊形.
又平面CDE,切EM平面CDE,∵FO∥平面CDE
(Ⅱ)證明:連結(jié)FM,由(Ⅰ)和已知條件,在等邊△CDE中,
且。
因此平行四邊形EFOM為菱形,從而EO⊥FM而FM∩CD=M,∴CD⊥平面EOM,從而CD⊥EO.而,所以EO⊥平面CDF。
點(diǎn)評:本小題考查直線與平面平行、直線與平面垂直等基礎(chǔ)知識,考查空間想象能力和推理論證能力。
題型7:特殊證法
例7.(1)用反證法證明:如果a>b>0,那么;
(2)(06全國II)設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且方程x2-anx-an=0有一根為Sn-1,n=1,2,3,…。
25、
(Ⅰ)求a1,a2;(Ⅱ){an}的通項(xiàng)公式。
解析:(1)假設(shè)不大于,則或者<,或者=。
∵a>0,b>0,∴<<,<
,ab>0矛盾,∴.
證法二(直接證法),
∵a>b>0,∴a - b>0即,
∴,∴。
(2)(Ⅰ)當(dāng)n=1時(shí),x2-a1x-a1=0有一根為S1-1=a1-1,
于是(a1-1)2-a1(a1-1)-a1=0,解得a1=。
當(dāng)n=2時(shí),x2-a2x-a2=0有一根為S2-1=a2-,
于是(a2-)2-a2(a2-)-a2=0,解得a1=。
(Ⅱ)由題設(shè)(Sn-1)2-an(Sn-1)-an=0,Sn2-2 26、Sn+1-anSn=0。
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1,代入上式得Sn-1Sn-2Sn+1=0 ?、?
由(Ⅰ)知S1=a1=,S2=a1+a2=+=。
由①可得S3=,由此猜想Sn=,n=1,2,3,…
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明這個(gè)結(jié)論
(i)n=1時(shí)已知結(jié)論成立;
(ii)假設(shè)n=k時(shí)結(jié)論成立,即Sk=,
當(dāng)n=k+1時(shí),由①得Sk+1=,即Sk+1=,
故n=k+1時(shí)結(jié)論也成立.
綜上,由(i)、(ii)可知Sn=對所有正整數(shù)n都成立,
于是當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=-=,
又n=1時(shí),a1==,所以{an}的通項(xiàng)公式an=,n=1,2,3,…
點(diǎn)評:要應(yīng) 27、用好反證法、數(shù)學(xué)歸納法證明一些涉及代數(shù)、不等式、幾何的結(jié)論。
題型8:復(fù)數(shù)的概念及性質(zhì)
例8.(1)(福建卷)設(shè)a、b、c、d∈R,則復(fù)數(shù)(a+bi)(c+di)為實(shí)數(shù)的充要條件是
A.ad-bc=0 B.ac-bd=0 C. ac+bd=0 D.ad+bc=0
(2)(北京卷)在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù)對應(yīng)的點(diǎn)位于
(A)第一象限 (B)第二象限 (C)第三象限 (D)第四象限
解析:(1)復(fù)數(shù)=為實(shí)數(shù),∴,選D;
(2)解:故選D;
點(diǎn)評:復(fù)數(shù)的概念和性質(zhì)是高考對復(fù)數(shù)部分的一個(gè)考點(diǎn),屬于比較基本的題目,主要考察復(fù)數(shù)的 28、的分類和幾何性質(zhì)。
題型9:復(fù)數(shù)的運(yùn)算
例9.(1)(06浙江卷)已知( )
(A)1+2i (B) 1-2i (C)2+i (D)2-i
(2)(湖北卷)設(shè)為實(shí)數(shù),且,則 。
解析:(1),由、是實(shí)數(shù),得,
∴,故選擇C。
(2),
而 所以,解得x=-1,y=5,
所以x+y=4。
點(diǎn)評:本題考查復(fù)數(shù)的運(yùn)算及性質(zhì),基礎(chǔ)題。
題型10:框圖
例10.(1)方案1:派出調(diào)研人員赴北京、上海、廣州調(diào)研,待調(diào)研人員回來后決定生產(chǎn)數(shù)量;
方案2:商家如戰(zhàn)場!抓緊時(shí)間搞好調(diào) 29、研,然后進(jìn)行生產(chǎn),調(diào)研為此項(xiàng)目的的瓶頸,因此需要添加力量,齊頭并進(jìn)搞調(diào)研,以便提前結(jié)束調(diào)研,盡早投產(chǎn)使產(chǎn)品占領(lǐng)市場。
(2)公司人事結(jié)構(gòu)圖
解析:(1)方案1:派出調(diào)研人員赴北京、上海、廣州調(diào)研,待調(diào)研人員回來后決定生產(chǎn)數(shù)量。
??
方案2: 商家如戰(zhàn)場!抓緊時(shí)間搞好調(diào)研,然后進(jìn)行生產(chǎn),調(diào)研為此項(xiàng)目的的瓶頸,因此需要添加力量,齊頭并進(jìn)搞調(diào)研,以便提前結(jié)束調(diào)研,盡早投產(chǎn)使產(chǎn)品占領(lǐng)市場。
于是:
(2)
點(diǎn)評:建立合理的結(jié)構(gòu)圖和流程圖解決實(shí)際問題,要形成良好的書寫習(xí)慣遵循從上到下、從左到右的規(guī)則。
五.思維總結(jié)
1.簡易邏輯的重點(diǎn)內(nèi)容是有關(guān)“充要條件”、命題真?zhèn)蔚脑囶}。主 30、要是對數(shù)學(xué)概念有準(zhǔn)確的記憶和深層次的理解,試題以選擇題、填空題為主,難度不大,要求對基本知識、基本題型,求解準(zhǔn)確熟練;
2.推理證明題主要和其它知識結(jié)合到一塊,屬于知識綜合題,解決此類題目時(shí)要建立合理的解題思路;
3.高考對于復(fù)數(shù)的考察主要以復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算為主,按新課標(biāo)的要求高考將不再考察共軛復(fù)數(shù)、復(fù)數(shù)的模等知識點(diǎn);
4.框圖屬于新增內(nèi)容,將以考察考生的實(shí)際應(yīng)用能力為主,考查考生的知識遷移能力。
《新課標(biāo)》高三數(shù)學(xué)(人教版)第一輪復(fù)習(xí)單元講座
第一講 集 合
一.課標(biāo)要求:
1.集合的含義與表示
(1)通過實(shí)例,了解集合的含義,體會元素 31、與集合的“屬于”關(guān)系;
(2)能選擇自然語言、圖形語言、集合語言(列舉法或描述法)描述不同的具體問題,感受集合語言的意義和作用;
2.集合間的基本關(guān)系
(1)理解集合之間包含與相等的含義,能識別給定集合的子集;
(2)在具體情境中,了解全集與空集的含義;
3.集合的基本運(yùn)算
(1)理解兩個(gè)集合的并集與交集的含義,會求兩個(gè)簡單集合的并集與交集;
(2)理解在給定集合中一個(gè)子集的補(bǔ)集的含義,會求給定子集的補(bǔ)集;
(3)能使用Venn圖表達(dá)集合的關(guān)系及運(yùn)算,體會直觀圖示對理解抽象概念的作用。
二.命題走向
有關(guān)集合的高考試題,考查重點(diǎn)是集合與集合之間的關(guān)系,近年試題加強(qiáng)了對集合的 32、計(jì)算化簡的考查,并向無限集發(fā)展,考查抽象思維能力,在解決這些問題時(shí),要注意利用幾何的直觀性,注意運(yùn)用Venn圖解題方法的訓(xùn)練,注意利用特殊值法解題,加強(qiáng)集合表示方法的轉(zhuǎn)換和化簡的訓(xùn)練。考試形式多以一道選擇題為主,分值5分。
預(yù)測2007年高考將繼續(xù)體現(xiàn)本章知識的工具作用,多以小題形式出現(xiàn),也會滲透在解答題的表達(dá)之中,相對獨(dú)立。具體題型估計(jì)為:
(1)題型是1個(gè)選擇題或1個(gè)填空題;
(2)熱點(diǎn)是集合的基本概念、運(yùn)算和工具作用。
三.要點(diǎn)精講
1.集合:某些指定的對象集在一起成為集合。
(1)集合中的對象稱元素,若a是集合A的元素,記作;若b不是集合A的元素,記作;
(2)集合中的元 33、素必須滿足:確定性、互異性與無序性;
確定性:設(shè)A是一個(gè)給定的集合,x是某一個(gè)具體對象,則或者是A的元素,或者不是A的元素,兩種情況必有一種且只有一種成立;
互異性:一個(gè)給定集合中的元素,指屬于這個(gè)集合的互不相同的個(gè)體(對象),因此,同一集合中不應(yīng)重復(fù)出現(xiàn)同一元素;
無序性:集合中不同的元素之間沒有地位差異,集合不同于元素的排列順序無關(guān);
(3)表示一個(gè)集合可用列舉法、描述法或圖示法;
列舉法:把集合中的元素一一列舉出來,寫在大括號內(nèi);
描述法:把集合中的元素的公共屬性描述出來,寫在大括號{}內(nèi)。
具體方法:在大括號內(nèi)先寫上表示這個(gè)集合元素的一般符號及取值(或變化)范圍,再畫一條 34、豎線,在豎線后寫出這個(gè)集合中元素所具有的共同特征。
注意:列舉法與描述法各有優(yōu)點(diǎn),應(yīng)該根據(jù)具體問題確定采用哪種表示法,要注意,一般集合中元素較多或有無限個(gè)元素時(shí),不宜采用列舉法。
(4)常用數(shù)集及其記法:
非負(fù)整數(shù)集(或自然數(shù)集),記作N;
正整數(shù)集,記作N*或N+;
整數(shù)集,記作Z;
有理數(shù)集,記作Q;
實(shí)數(shù)集,記作R。
2.集合的包含關(guān)系:
(1)集合A的任何一個(gè)元素都是集合B的元素,則稱A是B的子集(或B包含A),記作AB(或);
集合相等:構(gòu)成兩個(gè)集合的元素完全一樣。若AB且BA,則稱A等于B,記作A=B;若AB且A≠B,則稱A是B的真子集,記作A B;
35、
(2)簡單性質(zhì):1)AA;2)A;3)若AB,BC,則AC;4)若集合A是n個(gè)元素的集合,則集合A有2n個(gè)子集(其中2n-1個(gè)真子集);
3.全集與補(bǔ)集:
(1)包含了我們所要研究的各個(gè)集合的全部元素的集合稱為全集,記作U;
(2)若S是一個(gè)集合,AS,則,=稱S中子集A的補(bǔ)集;
(3)簡單性質(zhì):1)()=A;2)S=,=S。
4.交集與并集:
(1)一般地,由屬于集合A且屬于集合B的元素所組成的集合,叫做集合A與B的交集。交集。
(2)一般地,由所有屬于集合A或?qū)儆诩螧的元素所組成的集合,稱為集合A與B的并集。。
注意:求集合的并、交、補(bǔ)是集合間的基本運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果仍然還 36、是集合,區(qū)分交集與并集的關(guān)鍵是“且”與“或”,在處理有關(guān)交集與并集的問題時(shí),常常從這兩個(gè)字眼出發(fā)去揭示、挖掘題設(shè)條件,結(jié)合Venn圖或數(shù)軸進(jìn)而用集合語言表達(dá),增強(qiáng)數(shù)形結(jié)合的思想方法。
5.集合的簡單性質(zhì):
(1)
(2)
(3)
(4);
(5)(A∩B)=(A)∪(B),(A∪B)=(A)∩(B)。
四.典例解析
題型1:集合的概念
例1.設(shè)集合,若,則下列關(guān)系正確的是( )
A. B. C. D.
解:由于中只能取到所有的奇數(shù),而中18為偶數(shù)。則。選項(xiàng)為D;
點(diǎn)評:該題考察了元素與集合、集合與集合之間的關(guān)系。首先應(yīng)該分清楚元素與 37、集合之間是屬于與不屬于的關(guān)系,而集合之間是包含與不包含的關(guān)系。
例2.設(shè)集合P={m|-1<m≤0,Q={m∈R|mx2+4mx-4<0對任意實(shí)數(shù)x恒成立,則下列關(guān)系中成立的是( )
A.PQ B.QP C.P=Q D.P∩Q=Q
解:Q={m∈R|mx2+4mx-4<0對任意實(shí)數(shù)x恒成立=,對m分類:
①m=0時(shí),-4<0恒成立;
②m<0時(shí),需Δ=(4m)2-4×m×(-4)<0,解得m<0。
綜合①②知m≤0,
∴Q={m∈R|m≤0}。
答案為A。
點(diǎn)評:該題考察了集合間的關(guān)系,同時(shí)考察了分類討論的思想。集合中含有參數(shù)m,需要對參數(shù)進(jìn)行分類討論,不能 38、忽略m=0的情況。
題型2:集合的性質(zhì)
例3.(2000廣東,1)已知集合A={1,2,3,4},那么A的真子集的個(gè)數(shù)是( )
A.15 B.16 C.3 D.4
解:根據(jù)子集的計(jì)算應(yīng)有24-1=15(個(gè))。選項(xiàng)為A;
點(diǎn)評:該題考察集合子集個(gè)數(shù)公式。注意求真子集時(shí)千萬不要忘記空集是任何非空集合的真子集。同時(shí),A不是A的真子集。
變式題:同時(shí)滿足條件:①②若,這樣的集合M有多少個(gè),舉出這些集合來。
答案:這樣的集合M有8個(gè)。
例4.已知全集,A={1,}如果,則這樣的實(shí)數(shù)是否存在?若存在,求出,若不存在,說明理由。
解:∵;
∴,即=0,解得
當(dāng)時(shí), 39、,為A中元素;
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
∴這樣的實(shí)數(shù)x存在,是或。
另法:∵
∴,
∴=0且
∴或。
點(diǎn)評:該題考察了集合間的關(guān)系以及集合的性質(zhì)。分類討論的過程中“當(dāng)時(shí),”不能滿足集合中元素的互異性。此題的關(guān)鍵是理解符號是兩層含義:。
變式題:已知集合,,,求的值。
解:由可知,
(1),或(2)
解(1)得,
解(2)得,
又因?yàn)楫?dāng)時(shí),與題意不符,
所以,。
題型3:集合的運(yùn)算
例5.(06全國Ⅱ理,2)已知集合M={x|x<3,N={x|log2x>1},則M∩N=( )
A. B.{x|0<x<3 C.{x|1<x<3 40、 D.{x|2<x<3
解:由對數(shù)函數(shù)的性質(zhì),且2>1,顯然由易得。從而。故選項(xiàng)為D。
點(diǎn)評:該題考察了不等式和集合交運(yùn)算。
例6.(06安徽理,1)設(shè)集合,,則等于( )
A. B. C. D.
解:,,所以,故選B。
點(diǎn)評:該題考察了集合的交、補(bǔ)運(yùn)算。
題型4:圖解法解集合問題
例7.(2003上海春,5)已知集合A={x||x|≤2,x∈R},B={x|x≥a},且AB,則實(shí)數(shù)a圖
的取值范圍是____ _。
解:∵A={x|-2≤x≤2},B={x|x≥a},又AB,利用數(shù)軸上覆蓋關(guān)系: 41、如圖所示,因此有a≤-2。
點(diǎn)評:本題利用數(shù)軸解決了集合的概念和集合的關(guān)系問題。
例8.(1996全國理,1)已知全集I=N*,集合A={x|x=2n,n∈N*},B={x|x=4n,n∈N},則( )
A.I=A∪B B.I=(A)∪B
C.I=A∪(B ) D.I=(A)∪(B)
解:方法一:A中元素是非2的倍數(shù)的自然數(shù),B中元素是非4的倍數(shù)的自然數(shù),顯然,只有C選項(xiàng)正確.
圖
方法二:因A={2,4,6,8…},B={4,8,12,16,…},所以B={1,2,3,5,6,7,9…},所以I=A∪B,故答案為C.
方法三:因BA,所以()A()B,( 42、)A∩(B)=A,故I=A∪(A)=A∪(B)。
方法四:根據(jù)題意,我們畫出Venn圖來解,易知BA,如圖:可以清楚看到I=A∪(B)是成立的。
點(diǎn)評:本題考查對集合概念和關(guān)系的理解和掌握,注意數(shù)形結(jié)合的思想方法,用無限集考查,提高了對邏輯思維能力的要求。
題型5:集合的應(yīng)用
例9.向50名學(xué)生調(diào)查對A、B兩事件的態(tài)度,有如下結(jié)果 贊成A的人數(shù)是全體的五分之三,其余的不贊成,贊成B的比贊成A的多3人,其余的不贊成;另外,對A、B都不贊成的學(xué)生數(shù)比對A、B都贊成的學(xué)生數(shù)的三分之一多1人。問對A、B都贊成的學(xué)生和都不贊成的學(xué)生各有多少人?
解:贊成A的人數(shù)為50×=30,贊成B的人數(shù)為3 43、0+3=33,如上圖,記50名學(xué)生組成的集合為U,贊成事件A的學(xué)生全體為集合A;贊成事件B的學(xué)生全體為集合B。
設(shè)對事件A、B都贊成的學(xué)生人數(shù)為x,則對A、B都不贊成的學(xué)生人數(shù)為+1,贊成A而不贊成B的人數(shù)為30-x,贊成B而不贊成A的人數(shù)為33-x。依題意(30-x)+(33-x)+x+(+1)=50,解得x=21。所以對A、B都贊成的同學(xué)有21人,都不贊成的有8人。
點(diǎn)評:在集合問題中,有一些常用的方法如數(shù)軸法取交并集,韋恩圖法等,需要考生切實(shí)掌握。本題主要強(qiáng)化學(xué)生的這種能力。解答本題的閃光點(diǎn)是考生能由題目中的條件,想到用韋恩圖直觀地表示出來。本題難點(diǎn)在于所給的數(shù)量關(guān)系比較錯(cuò)綜復(fù)雜,一 44、時(shí)理不清頭緒,不好找線索。畫出韋恩圖,形象地表示出各數(shù)量關(guān)系間的聯(lián)系。
例10.求1到200這200個(gè)數(shù)中既不是2的倍數(shù),又不是3的倍數(shù),也不是5的倍數(shù)的自然數(shù)共有多少個(gè)?
解:如圖先畫出Venn圖,不難看出不符合條件
的數(shù)共有(200÷2)+(200÷3)+(200÷5)
-(200÷10)-(200÷6)-(200÷15)
+(200÷30)=146
所以,符合條件的數(shù)共有200-146=54(個(gè))
點(diǎn)評:分析200個(gè)數(shù)分為兩類,即滿足題設(shè)條件的和不滿足題設(shè)條件的兩大類,而不滿足條件的這一類標(biāo)準(zhǔn)明確而簡單,可 45、考慮用扣除法。
題型7:集合綜合題
例11.(1999上海,17)設(shè)集合A={x||x-a|<2},B={x|<1},若AB,求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
解:由|x-a|<2,得a-2 46、且不為0,a1和d均為實(shí)數(shù),它的前n項(xiàng)和記作Sn,設(shè)集合A={(an,)|n∈N*},B={(x,y)| x2-y2=1,x,y∈R}。
試問下列結(jié)論是否正確,如果正確,請給予證明;如果不正確,請舉例說明:
(1)若以集合A中的元素作為點(diǎn)的坐標(biāo),則這些點(diǎn)都在同一條直線上;
(2)A∩B至多有一個(gè)元素;
(3)當(dāng)a1≠0時(shí),一定有A∩B≠。
解:(1)正確;在等差數(shù)列{an}中,Sn=,則(a1+an),這表明點(diǎn)(an,)的坐標(biāo)適合方程y(x+a1),于是點(diǎn)(an, )均在直線y=x+a1上。
(2)正確;設(shè)(x,y)∈A∩B,則(x,y)中的坐標(biāo)x,y應(yīng)是方程組的解,由方程組消去y 47、得:2a1x+a12=-4(*),
當(dāng)a1=0時(shí),方程(*)無解,此時(shí)A∩B=;
當(dāng)a1≠0時(shí),方程(*)只有一個(gè)解x=,此時(shí),方程組也只有一解,故上述方程組至多有一解。
∴A∩B至多有一個(gè)元素。
(3)不正確;取a1=1,d=1,對一切的x∈N*,有an=a1+(n-1)d=n>0, >0,這時(shí)集合A中的元素作為點(diǎn)的坐標(biāo),其橫、縱坐標(biāo)均為正,另外,由于a1=1≠0 如果A∩B≠,那么據(jù)(2)的結(jié)論,A∩B中至多有一個(gè)元素(x0,y0),而x0=<0,y0=<0,這樣的(x0,y0)A,產(chǎn)生矛盾,故a1=1,d=1時(shí)A∩B=,所以a1≠0時(shí),一定有A∩B≠是不正確的。
點(diǎn)評:該題融合 48、了集合、數(shù)列、直線方程的知識,屬于知識交匯題。
變式題:解答下述問題:
(Ⅰ)設(shè)集合,,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
分析:關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解 的具體意義,首先要從數(shù)學(xué)意義上解釋 的意義,然后才能提出解決問題的具體方法。
解:
的取值范圍是UM={m|m<-2}.
(解法三)設(shè)這是開口向上的拋物線,,則二次函數(shù)性質(zhì)知命題又等價(jià)于
注意,在解法三中,f(x)的對稱軸的位置起了關(guān)鍵作用,否則解答沒有這么簡單。
(Ⅱ)已知兩個(gè)正整數(shù)集合A={a1,a2,a3,a4},
、B.
分析:命題中的集合是列舉法給出的,只需要根據(jù)“交、并”的意義及元素的基本性質(zhì)解決,注意 49、“正整數(shù)”這個(gè)條件的運(yùn)用,
(Ⅲ)
分析:正確理解
要使,
由
當(dāng)k=0時(shí),方程有解,不合題意;
當(dāng)①
又由
由②,
由①、②得
∵b為自然數(shù),∴b=2,代入①、②得k=1
點(diǎn)評:這是一組關(guān)于集合的“交、并”的常規(guī)問題,解決這些問題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解問題條件的具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容,才能由此尋求解決的方法。
題型6:課標(biāo)創(chuàng)新題
例13.七名學(xué)生排成一排,甲不站在最左端和最右端的兩個(gè)位置之一,乙、丙都不能站在正中間的位置,則有多少不同的排法?
解:設(shè)集合A={甲站在最左端的位置},
B={甲站在最右端的位置},
C={乙站在正中間的位置},
50、
D={丙站在正中間的位置},
則集合A、B、C、D的關(guān)系如圖所示,
∴不同的排法有種.
點(diǎn)評:這是一道排列應(yīng)用問題,如果直接分類、分步解答需要一定的基本功,容易錯(cuò),若考慮運(yùn)用集合思想解答,則比較容易理解。上面的例子說明了集合思想的一些應(yīng)用,在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)注意總結(jié)集合應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。
例14.A是由定義在上且滿足如下條件的函數(shù)組成的集合:①對任意,都有 ; ②存在常數(shù),使得對任意的,都有
(1)設(shè),證明:
(2)設(shè),如果存在,使得,那么這樣的是唯一的;
(3)設(shè),任取,令證明:給定正整數(shù)k,對任意的正整數(shù)p,成立不等式。
解:
對任意,,,,所以
對任意的,
,
,
51、 所以0<,
令=,
,
所以
反證法:設(shè)存在兩個(gè)使得,。
則由,
得,所以,矛盾,故結(jié)論成立。
,
所以
+…
。
點(diǎn)評:函數(shù)的概念是在集合理論上發(fā)展起來的,而此題又將函數(shù)的性質(zhì)融合在集合的關(guān)系當(dāng)中,題目比較新穎。
五.思維總結(jié)
集合知識可以使我們更好地理解數(shù)學(xué)中廣泛使用的集合語言,并用集合語言表達(dá)數(shù)學(xué)問題,運(yùn)用集合觀點(diǎn)去研究和解決數(shù)學(xué)問題。
1.學(xué)習(xí)集合的基礎(chǔ)能力是準(zhǔn)確描述集合中的元素,熟練運(yùn)用集合的各種符號,如、、、、=、A、∪,∩等等;
2.強(qiáng)化對集合與集合關(guān)系題目的訓(xùn)練,理解集合中代表元素的真正意義,注意利用幾何直觀性研究問題,注意運(yùn)用Venn 52、圖解題方法的訓(xùn)練,加強(qiáng)兩種集合表示方法轉(zhuǎn)換和化簡訓(xùn)練;解決集合有關(guān)問題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解集合所描述的具體內(nèi)容(即讀懂問題中的集合)以及各個(gè)集合之間的關(guān)系,常常根據(jù)“Venn圖”來加深對集合的理解,一個(gè)集合能化簡(或求解),一般應(yīng)考慮先化簡(或求解);
3.確定集合的“包含關(guān)系”與求集合的“交、并、補(bǔ)”是學(xué)習(xí)集合的中心內(nèi)容,解決問題時(shí)應(yīng)根據(jù)問題所涉及的具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容來尋求方法。
① 區(qū)別∈與、與、a與{a}、φ與{φ}、{(1,2)}與{1,2};
② AB時(shí),A有兩種情況:A=φ與A≠φ。
③若集合A中有n個(gè)元素,則集合A的所有不同的子集個(gè)數(shù)為,所有真子集的個(gè)數(shù)是-1, 所有非空真子集的個(gè)數(shù)是。
④區(qū)分集合中元素的形式:
如;
;
;
;
;
;
。
⑤空集是指不含任何元素的集合。、和的區(qū)別;0與三者間的關(guān)系??占侨魏渭系淖蛹?,是任何非空集合的真子集。條件為,在討論的時(shí)候不要遺忘了的情況。
⑥符號“”是表示元素與集合之間關(guān)系的,立體幾何中的體現(xiàn)點(diǎn)與直線(面)的關(guān)系 ;符號“”是表示集合與集合之間關(guān)系的,立體幾何中的體現(xiàn)面與直線(面)的關(guān)系。
邏輯是研究思維形式及其規(guī)律的一門學(xué)科,是人們認(rèn)識和研究問題不可缺少的工具,是為了培養(yǎng)學(xué)生的推理技能,發(fā)展學(xué)生的思維能力。
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