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走进高考中的“合情推理”
法国科学家庞加莱说过:“规律和直觉各有其必要的作用.惟有规律能给我们以牢靠性,它是证明的工具,而直觉则是制造的工具.”在近年来的数学高考试题中,除考查演绎推理力气外,也独具匠心地设置了一些问题,考查同学的合情推理力气.
一、归纳
所谓归纳,是指通过对特例的观看和综合去发觉一般规律.归纳过程的典型步骤是:先在诸多特例中发觉某些相像性,再把相像性推广为一个明确表述的一般命题,最终对该命题进行检验或论证.归纳是发觉和生疏规律的重要手段.
1.观看图形,查找规律
例1 (高考广东卷)在德国不莱梅进行的第48届世乒赛期间,某商场橱窗里用同样的乒乓球堆成若干堆“正三棱锥”形的展品,其中第一堆只有一层,就一个乒乓球;第2、3、4、…堆最底层(第一层)分别按如图所示方式固定摆放.从其次层开头,每层的小球自然垒放在下一层之上,第n堆第n层就放一个乒乓球,以表示第n堆的乒乓球总数,则________; _________(答案用n表示).
解析:,观看上图可知,,,下一堆的个数是上一堆的个数加上其第一层的个数,而第一层的个数满足1,3,6,10,…,通项公式是,所以,
所以有,,
,,.
以上各式相加,得
.
所以应当填:;.
点评:解决问题的关键是找到相邻两项的关系.求的通项公式时运用累差法思想求解.可见高考题多数是依据课本学问中的思想或方法来设计题目.
2.分析式子,查找规律
例2 (高考湖南卷·理)设,,,,,,则( )
A. B. C. D.
解析:本题若通过递推关系,将前2004项逐一求出是不现实的.这时需要找到解这个问题的一般方法,不妨考虑简洁的情形.
,,,,,
由此连续求导下去,四个一循环,
又,所以.故选(C).
二、类比
大数学家波利亚说过:“类比是某种类型的相像性,是一种更确定的和更概念性的相像.”应用类比的关键就在于如何把关于对象在某些方面的全都性说清楚.类比是提出新问题和作出新发觉的一个重要源泉,是一种较高层次的信息迁移.
1.类比旧学问,推出新结论
例3 (高考湖北卷·文)半径为的圆的面积,周长,若将看作上的变量,则. ①
①式可用语言叙述为:圆的面积函数的导数等于圆的周长函数.对于半径为的球,若将看作上的变量,请你写出类似于①的式子:
____________________________, ②
②式可用语言叙述为__________.
解析:由供应的形式找出球的体积、表面积公式,类似写出
,.
所以填:;
球的体积函数的导数等于球的表面积函数.
点评:本题主要考查类比意识和发散思维,留意将圆的面积与周长同球的体积与表面积进行类比.
2.类比新学问,推出新结论
例4 (高考四川卷改编)非空集合关于运算?茌满足:(1)对任意的,都有,(2)存在 ,都有,则称关于运算为“融洽集”.现给出下列集合和运算:
①G={非负整数},为整数的加法.
②G={偶数},为整数的乘法.
③G={平面对量},为平面对量的加法.
④G={二次三项式},为多项式的加法.
其中G关于运算为“融洽集”的是_______.(写出全部“融洽集”的序号)
解析:解决问题的关键是抓住“融洽集”的定义及条件,利用已知信息进行迁移.条件(1)说明经过的运算后集合的封闭性,条件(2)说明在已知集合中存在一个特殊的元素(需要找出来加以证明).
在①中,两个非负整数相加照旧是非负整数,e为非负整数集中的0.
在②中,要满足,则,明显.
在③中,两个平面对量相加照旧是平面对量,e为零向量.
在④中,此时的,不是二次三项式.
故填①③.
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