反例在高考压轴题中的运用

数学发现主要是提出证明和构造反例.在数学中,要证明一个命题成立,必须严格地在所给的条件下,用逻辑推理的方法推导出结论.要证明一个命题是错误的,极具有说服力而又简明的方法就是举出反例,去推翻它.在数学发展史上,恰当的反例推动了数学的发展·常常有这样的情况,一个重要的猜想,数学家用了很长的时间未能证明它,结果有人举出反例否定了这样的猜想,使问题得到了解决.反例通常是指用来说明某个命题不成立的例子,有人也称为与命题相矛盾的特例.对于某些高考压轴题从正面难以解答,我们不妨退后一步,找个反例否定它,从而轻松得以解决.那么反例如何构造?常见的方法有列举挑疵法、反设逆推法、顺推寻阻法.类型一列举挑疵法因为反例实际上就是说明问题不成立的一个特例.通常情况下,这个命题不是“一切情况下均假”,而是在有的情况下真,有的情况下假,经过全面考虑所有可能,一一严格验证,便把成立的情况排除出去,不成立的情况挑选出来,从而得到反例.例1(2007年湖北卷)已知m,n为正整数,(1)用数学归纳法证明:当x>-1时,(1+x)m≥1+mx;(2)对于n≥6,已知1-n1+3n<21,求证:1-nm+3n<21m,m=1,2,…,n;(3)求出满...     

两个虚拟猜想的定性否定

否定某个猜想 ,必须寻找合适的反例 .同证明一样 ,反例的选取也需掌握方法与技巧 .为此文 [1]虚拟了两个猜想以说明之 .细细品味其思想方法 ,定将受益无穷 !姑且称文 [1]赋值计算否定的方法为定量否定 .其实 ,本文介绍的定性否定亦耐人寻味 !猜想 1　若ｘ ,ｙ ,ｚ为正数 ,有4ｘ2 - 5 (ｙ +ｚ)ｘ2 - 4(ｙ2 + ｙｚ +ｚ2 )ｘ + 5 (ｙ +ｚ) 3>0 (1)考查 (1)式左端结构特征 ,以ｘ为主元构造函数ｆ(ｘ) =[4 - 5 (ｙ +ｚ) ]ｘ2 - 4(ｙ2 + ｙｚ +ｚ2 )ｘ +5 (ｙ +ｚ) 3.令 4 - 5 (ｙ +ｚ) =0 ,注意到 ｙ2 + ｙｚ +ｚ2 =ｙ + ｚ22 + 34ｚ2 >0 ,知 ｆ(…     

关于2002年考研试卷中的一道级数题

见到 2 0 0 2年的数学考研试卷 ,总的感觉是较为适中。从四套试卷的整卷看 ,都是较好的 ,但数三的幂级数题错了 !数三卷的二 ( 2 )题 :设幂级数 ∞n=1anxn与 ∞n=1bnxn的收敛半径分别为 53 和 13 ,则幂级数 ∞n=1a2nb2nxn的收敛半径为 ( A) 5;( B) 53 ;( C) 13 ;( D) 15。其参考答案是 ( A)。我们试举一个反例如下。例 1　设 ∞n=1anxn = ∞n=1( 35) nxn;而令 bn =3 n,当 n为奇数 ;bn =1 ,当 n为偶数 ,即 ∞n=1bnxn=3 x +x2 +3 3x3+x4 +… +3 2 k- 1x2 k- 1+x2 n +…　　这样 , ∞n=1anxn 的收敛半径是 53 ;而 ∞n=1bnxn 的收敛半径是…     

猜想M(2k,k+1)=3k-1+[(k-1)/2]的反例

Brualdi与Jung在[1]中研究了一类具有固定线和k的n×n矩阵上的最大跳跃数M(n,k),并提出猜想M(2k, k + 1) = 3k - 1 + [(k-1)/2].本文给出了这一猜想的两个反例．     

关于Fermat型微分差分方程的亚纯解

本文研究了Fermat型微分及微分-差分方程亚纯解的存在性问题,证明了如果m,n为正整数,则不存在非常数亚纯函数f(z)满足微分方程f′(z)~m+f(z)~n=1,但m=2,n=3或4和m=1,n=2除外.文中给出例子表明例外情况的方程亚纯解的存在性,并讨论该微分方程整函数解.同时,探讨了复微分-差分方程f′(z)~m+f(z+c)~n=1非常数亚纯解的存在性.     

数论问题

(续上期 )例 9　证明 :对任意自然数n ,数 [( 3+5) n]+ 1被 2 n 整除 .这里 [x]表示实数x的整数部分 .证　论证的要点是给予 [( 3+ 5) n]的一个不同的 (但适用的 )表示 .为此 ,我们考虑数α =3+ 5的共轭数 β =3- 5,它们由整系数二次方程x2 - 6x + 4=0相关联 :是该方程的两个根 .记un=αn+ βn.我们现在易于导出 {un}(n≥ 1 )的递推公式 :以αn 乘α2 - 6α + 4=0 ,及 βn 乘 β2 - 6 β+ 4=0 ,并将结果相加 ,即得un + 2 =6un + 1- 4un,n≥ 1 ( 5)因u1=6 ,u2 =2 8都是整数 ,故由 ( 5)及归纳法知所有的un 都是整数 .注意 0 <3- 5<1 .故 0 <β…     

费波那契数的封闭特点

由 a1=1 ,a2 =1 ,an+2 =an+ an+1,可得著名的费波那契数列1 ,1 ,2 ,3,5,8,1 3,2 1 ,34,55,89,1 4 4,…人们曾探索了费波那契数列的许多有趣性质 ,比如文 [1 ]所给出的重要结论 :( 1 ) Fn+d .Fn- d - F2n =( - 1 ) n- d+1F2d( n≥ d) ;( 2 ) Fn Fn+4 - Fn+1Fn+3=2 .( - 1 ) n- 1;( 3) Fn Fn+4 + Fn+1Fn+3=2 F2n+2 .等等 .笔者发现费波那契数的有关运算有封闭特点 ,即运算结果仍是费波那契数 .笔者给出如下的定理　 Fn Fn+d - Fn+1Fn+d- 1=( - 1 ) n+1Fd- 1　 ( d≥ 2 ,n、d∈ N) .证明　 Fn =15[( 1 + 52 ) n -( 1 - 52 ) n].利用 1 …     

函数与数列综合问题例析

数列是高考的热点 ,是学生进一步学习的基础 .数列与函数知识的综合应用是学生学习的难点 ,下面列举这方面的例子进行分析 .例 1　已知函数f(x)在 ( - 1,1)上有定义 ,f 12 =- 1,且满足x ,y∈ ( - 1,1)有 f(x) +f(y) =f x + y1+xy .1)证明 :f(x)在 ( - 1,1)上为奇函数 ;2 )对数列x1 =12 ,xn + 1 =2xn1+x2 n,求 f(xn) ;3)求证 1f(x1 ) + 1f(x2 ) +… + 1f(xn) >- 2n + 5n + 2 .解　 1)令x =y =0 ,则 2 f( 0 ) =f( 0 ) ,∴ f( 0 )= 0 .令 y =-x∈ ( - 1,1) ,则f(x) + f( -x) =f( 0 ) =0 ,∴ f( -x) =- f(x) ,即f(x)为 ( - 1,1)上的奇函数 .( 2 …     

对一道“通讯杯”竞赛题的看法

20 0 3年“通讯杯”高中数学综合应用能力竞赛已落下帷幕 .这次竞赛 ,无疑对提高参赛者的数学综合应用能力有很大帮助 .美中不足的是命题组提供的最后一道解答题的解法 1有一点问题 .现将解法1抄录如下 (见文 [1]) .解法 1　 1) ,2 )略 .3)不妨设n为k位整数 ,则n xn≤n[1+1 10 +(1 10 ) 2 +… +(1 10 ) k -2 ]=n·10 9·[1- (1 10 ) k -1].9.下略 .解法 1,3)中证明xn>.9时用到的不等式n xn ≤n[1+1 10 +(1 10 ) 2 +… +(1 10 ) k-2 ](1)有误 ,举反例如下 :当n =190时 ,由题中所给信息知n xn=2 10 .(1)式右边 =190× (1+1 10…     

隔项等比数列的研究

隔项等比数列的例子几次在高考题中出现 ,探讨隔项等比数列的性质很有必要 .为了便于研究 ,先给出隔项等比数列的定义 .定义　如果数列 { an}满足关系 :a2 n+ 1a2 n-1=q1,a2 n+ 2a2 n=q2 (n=1,2 ,3,… ) ,其中 q1,q2均为非零常数 ,则称数列 { an}为隔项等比数列 .定理 1　隔项等比数列 { an}的通项公式是an=1+(- 1) n-12 a1qn-121+1+(- 1) n2 a2 qn-222 .证　当 n为奇数时 ,令 n=2 k- 1(n∈ N) k=n+12 ,则有a2 k-1=a1qk-11 an=a1qn+ 12 -11=a1qn-121(1)当 n为偶数时 ,令 n=2 k k=n2 ,则有a2 k=a2 qk-12 an=a2 qn2 -12 =a2 qn-222 (2 )综…     

实二次城 Q(■)类数的可除性

设 d 是无平方因子正整数,h(d)是实二次域 Q(d~(1/2))的类数.本文证明了:如果 da~2=1+4k~(2n),a、k、n 是正整数,k>1,n>1,n 的奇素因子 p和 k 的素因子 q 都适合 gcd(p,(q-1)q)=1,而且 2k~n+ad~(1/2)是 Pell 方程u′~2-dv′~2=-1 的基本解,则除了(a,d,k,n)=(5,41,2,4) 以及 n=2,k=P_mP_(m+1) 或者 2Q_mQ_(m+1) 以外,h(d)=0(modn),这里 m 是正整数,P_m=1/2((1+2~(1/2))~m+(1-2~(1/2))~m),Q_m=1/22~(1/2)((1+2~(1/2))~m-(1-2~(1/2))~m).由此可推得:对于任何正整数 n,存在无限多个实二次域,可使 n 整除其类数.     

实二次城 Q(■)类数的可除性

设 d 是无平方因子正整数,h(d)是实二次域 Q(d~(1/2))的类数.本文证明了:如果 da~2=1+4k~(2n),a、k、n 是正整数,k>1,n>1,n 的奇素因子 p和 k 的素因子 q 都适合 gcd(p,(q-1)q)=1,而且 2k~n+ad~(1/2)是 Pell 方程u′~2-dv′~2=-1 的基本解,则除了(a,d,k,n)=(5,41,2,4) 以及 n=2,k=P_mP_(m+1) 或者 2Q_mQ_(m+1) 以外,h(d)=0(modn),这里 m 是正整数,P_m=1/2((1+2~(1/2))~m+(1-2~(1/2))~m),Q_m=1/22~(1/2)((1+2~(1/2))~m-(1-2~(1/2))~m).由此可推得:对于任何正整数 n,存在无限多个实二次域,可使 n 整除其类数.     

立体几何中的几个反例

我们知道 ,要断定一个命题是真命题 ,必须要进行严格的论证 ,即证明对满足题设的所有情况结论都正确 .但要否定一个命题却只要举出一个反例即可 .因此 ,当我们难以肯定一个命题是真命题时 ,就应考虑是否能够找到一个满足题设却不是题中结论的例子 (即反例 ) ,若能找到 ,便可以判定该命题是假命题 .现就立体几何中的几个假命题举反例如下 ,供大家参考 .命题 1　侧面是全等的等腰三角形的三棱锥是正三棱锥 .图 1　命题 1的反例示意图反例　如图 1,令三棱锥Ｖ ＡＢＣ中的棱ＶＡ=ＶＢ =ＢＣ =ＡＣ ,ＡＢ =ＶＣ ,ＶＡ≠ＡＢ ,则三棱锥Ｖ ＡＢＣ是…     

从(S_m-S_n)/(m-n)=S_(m+n)/(m+n)说开去

在等差数列 {an}中 ,Sn 为其前n项和 ,则有如下性质 :Sm-Snm -n =Sm +nm +n　 (m ,n∈N ,且m≠n) (1)证明　∵Sm-Sn=ma1+12 m(m - 1)d -na1- 12 n(n - 1)d=(m -n) [a1+12 (m +n - 1)d],∴ Sm-Snm -n =a1+12 (m +n - 1)d .又Sm +n=(m +n)a1+12 (m +n) (m +n -1)d ,∴ Sm +nm +n=a1+12 (m +n - 1)d .故 (1)式成立 .等差数列 {an}的公差d =0时的情况很简单 ,因此 ,在以下的讨论中我们约定d≠ 0 .图 1　性质 (1)的图示我们知道 ,等差数列 {an}前n项和Sn=na1+12 n(n - 1)d =12 dn2 +(a1- d2 )n ,这说明 ,点 (n ,Sn)在二次函数 y =12 dx2 +(…     

读刊随笔

徐利治先生是年世已高的著名数学家和数学教育家 ,一直很关心《数学通报》 ,最近徐先生指出了本刊今年第四期中 36～ 37页上“等差数列一个性质的再推广”一文中错误之处 ,在此我们深表感谢 ,下面是徐先生所写全文 :该文中命题 2与证明中所用“恒等式 ∑ni=r( - 1 ) i-rCi-rn-r·im =0　 ( 5′) ,其中n>m ≥ 0 ,r 相似文献   

一题多解两例

一题多解是培养发散思维的重要手段。在教学过程中 ,教师应利用学生“好想”、“好奇”、“好动”的心理 ,注重一题多解与一题多变 ,来激发学生学习高等数学的兴趣 ,培养学生的发散思维。下面结合例题来说明之。例 1　将函数 f( x) =x2( 1 +x2 ) 2 展开为 x的幂级数。解 1　利用 ( 1 +x) n的展开式1( 1 +x2 ) 2 =( 1 +x2 ) - 2 =1 +∑∞n=1( -2 ) ( -2 -1 )… ( -2 -n +1 )n!( x2 ) n =1 +∑∞n=1( -1 ) n( n +1 ) x2 n　 |x|<1 ,故 x2( 1 +x2 ) 2 =x2 +∑∞n=1( -1 ) n( n +1 ) x2 n+ 2 =∑∞n=1( -1 ) n+ 1nx2 n|x|<1解 2　采用微分法转化…     

前n个正整数的k次方的和的组合表示

一般来讲 ,我们可以用若干个形如 (n+ 1 ) k+ 1的展开形式来求 ∑ni=1ik.例如 ,由(n+ 1 ) 3 =n3 + 3n2 + 3n + 1 ;　n3 =(n- 1 ) 3 + 3(n- 1 ) 2 + 3(n- 1 ) + 1 ;……　 33 =2 3 + 3× 2 2 + 3× 2 + 1 ;　 2 3 =1 3 + 3× 1 2 + 3× 1 + 1各式相加得(n+ 1 ) 3 =1 + 3∑ni=1i2 + 3∑ni =1i+n .从而可以算出∑ni=1i2 =n(n+ 1 ) ( 2n+ 1 )6 .由上面的例子不难看出 ,用这个办法求前n个正整数的k次方的和 ,必须先求出他们的 1 ,2 ,… ,k- 1次方的和 ,因此求 ∑ni=1i10 将是一件很麻烦的事 .我们现在来研究一种较为方便的求法 .引理 1　对于任何…     

一道竞赛题的朴素证法

由递推关系F_(n+2)=F_(n+1)+F_n(n∈N)和F_0=1, F_1=1所确定的数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,…叫做裴波那契数列。裴波那契数列有很多性质,在这里只介绍两个下面要用到的(也是常用的)性质: (1)F_nF_(n+2)-F_(n+1)~2=(-1)~n; (2)F_(m+n)=F_mF_n+F_(m-1)F_(n-1)(m≥1,n≥1)。在现实生活中,很多现象与裴波那契数列有关;在数学竞赛中,考裴波那契数列的题目也不少,但对     

等差数列中Sm，Sn，Sm＋n之间的关系

在等差数列 {an}中 ,d为公差 ,Sn 为前n项和 ,则Sm,Sn,Sm +n有下列性质 .性质 1　在等差数列 {an}中 ,Sm +n=Sm+Sn+mnd(m ,n∈N ) .证明　Sm+n=a1+a2 +… +am+am +1+am +2 +… +am+n=Sm+ (a1+md) + (a2 +md) +… + (an+md) =Sm+Sn+mnd .性质 2　 Sm +nm +n=Sm-Snm -n (m ,n∈N ,且m≠n) .证明　∵Sm-Sn=ma1+ m(m - 1)d2 -na1-n(n - 1)d2=(m -n)a1+ (m +n - 1)d2=m -nm +n (m +n)a1+ (m +n) (m +n - 1)d2=m -nm +nSm +n,∴ Sm +nm +n=Sm-Snm -n .性质 3　若Sm =Sn,则Sm +n=0 (m ,n∈N ,且m≠n) .证明　由性质 2知 ,Sm +nm +n=Sm-…     

n元三次多项式不等式猜想的证明

猜想 [1]　设 x1,x2 ,… ,xn∈ R+ ,n为正整数 ,证明或否定 :n( n - 1 ) ∑ni=1x3 i + ( ∑ni=1xi) 3　≥ ( 2 n - 1 ) ∑ni=1xi∑ni=1x2i ( 1 )这是杨学枝老师近日提出的一个猜想 .经探讨发现 ,此猜想成立 .为证明 ( 1 )式成立 ,先给出如下引理 .引理 1　 x1,x2 ,… ,xn∈ R,n为正整数 ,则( ∑ni=1xi) 3 =∑ni=1x3 i + 3∑i≠ jx2ixj+ 6 ∑1≤ i相似文献