趙語維
邏輯與推理是近年高考數學中的一個高頻考點,常以選擇題、填空題的形式出現,難度中等,且多與其他知識交匯在一起,側重考查同學們的綜合應用能力.下面結合實例對與邏輯與推理有關的考點進行剖析.
考查角度一:根據充要條件求參數的取值范圍
若遇到“由給定的充分條件或必要條件,求參數的取值范圍”這類問題,則需要先根據題意,將充分、必要條件以集合的形式表示出來,根據集合之間的包含關系建立不等式(或不等式組),再借助數軸或者 Venn 圖進行分析、推理.一般地,若P 是Q 的充分不必要條件,則對應的集合滿足 P Q;若 P 是 Q 的必要不充分條件,則對應的集合滿足Q P .
例1.(1)已知 P :(x +2)(x -1)≤ 0, Q:(x -a -2)(x +a -2)>0(a >0),若 P 是 Q 的充分不必要條件,則實數 a 的取值范圍是;
(2)若“(x -a)(x -a +2)≤0”是“1≤ x ≤2”的必要不充分條件,則實數 a 的取值范圍是???????????? .
解析:(1)解不等式(x +2)(x -1)≤0,可得-2≤ x ≤1.因為 a >0,所以 (x -a -2)(x +a -2)>0,可得 x <2-a 或 x >2+a .于是易知 P 成立? -2≤ x ≤1;Q成立? x <2-a 或 x >2+a .因為P 是Q 的充分而不必要條件,所以集合x-2≤ x ≤1是xx<2-a或x >2+a的真子集.從而可得1 <2-a 或-2>2+a,又 a >0,所以 0<a <1 .故所求實數 a 的取值范圍是(0,1).
(2)解一元二次不等式 (x -a)(x -a +2)≤0,得? a -2≤ x ≤a,因為“(x -a)(x -a +2)≤0”是“1≤ x ≤2”的必要不充分條件,所以[1,2]是 [a -2,a]的真子集.取值范圍是[2,3].
本題的第(1)問側重考查充分不必要條件與邏輯推理,解題的關鍵是先結合題意得到x-2≤ x ≤1
xx<2-a或x >2+a,再借助數軸建立不等式;第
(2)問側重于考查必要不充分條件,解題的關鍵是先結合題意得到[1,2][a -2,a],再借助數軸建立不等式組,推理出問題的答案.
考查角度二:有關假設推理法的應用
處理邏輯與推理問題,需要在審清題意的基礎上,先找準解題的切入點,然后靈活運用假設推理法解題.運用假設推理法解題的具體步驟是:先假設給定的諸多條件中的某一個條件是正確的,然后結合其他條件進行合情推理.如果推理出矛盾,則說明假設錯誤,不適合題意;如果推理中沒有矛盾,則說明假設正確,適合題意.如此分析題設中的所有可能情況,即可獲得最后的結論.
例2.一名法官在審理一起珍寶盜竊案時,四名嫌疑人甲、乙、丙、丁的供詞如下:甲說:“罪犯在乙、丙、丁三人之中”;乙說:“我沒有作案,是丙偷的”;丙說:“甲、乙兩人中有一人是小偷”;丁說:“乙說的是事實”.經過調查核實,四人中有兩人說的是真話,另外兩人說的是假話,并且這四人中只有一人是罪犯,由此可判斷罪犯是().
A.甲???? B.乙???? C.丙???? D.丁
解法一:依題意知,罪犯有四種可能:
假設罪犯是甲,則甲、乙、丁說的是假話,丙說的是真話,這與題意(供詞)矛盾;
假設罪犯是乙,則甲、丙說的是真話,乙、丁說的是假話,適合題意;
假設罪犯是丙,則甲、乙、丁說的是真話,丙說的是假話,這與題意矛盾;
假設罪犯是丁,則乙、丙、丁說的是假話,甲說的是真話,這與題意矛盾.
綜上可判斷罪犯是乙.故選B項.
解法二:從甲、乙、丙、丁四人的供詞中,可以看出乙、丁兩人的觀點是一致的,因此乙、丁兩人的供詞應該是同為真或同為假.
假設乙、丁兩人說的是真話,那么甲、丙兩人說的是假話,由乙說真話推出丙是罪犯;由甲說假話,推出乙、丙、丁不是罪犯,顯然這兩個結論是相互矛盾的.
于是可知乙、丁兩人說的是假話,而甲、丙兩人說的是真話.根據甲、丙兩人說的是真話,可判斷罪犯是乙.故選B項.
解法一的切入點是這四人中只有一人是罪犯,據此進行分類討論,其優(yōu)點是便于理解、思考;解法二的切入點是乙、丁兩人的觀點是一致的,靈活利用假設推理法進行推理,顯然該方法優(yōu)化了解題的過程.
考查角度三:有關類比推理的應用
類比推理作為一種重要的推理方式,在尋求解題思路的過程中具有極為重要的作用.運用類比推理解題時,要先仔細分析題目中所給出的條件、結論,找出兩類事物之間的相似性或一致性,進一步探索或提煉出有用的信息,然后用一類事物的性質去推測另一類事物的性質,得出一個明確的命題或結論.
例3.斐波納契數列又稱黃金分割數列,指的是這樣一個數列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,….在數學上,斐波納契數列an定義為: a1= 1,a2= 1, an +2=an +an+1 .根據 an +2=an +an+1 可得? an =an +2- an+1 ,所以? a1+a2+ …+an =(a3-a2)+(a4-a3)+… +(an +2-an +1)=an +2-a2=an +2- 1.類比該方法,對于斐波納契數列an,a +a + …+a 0= (? ).
A.714? B.1870 C.4895 D.4896
解:根據題意可知數列an滿足 an +2=an +an+1,即 an+1 =an +2-an ,
在該式的兩邊同乘以 an+1,可得 a +1 =an +2an+1 -an+1an ,
則 a +a + …+a 0=a +(a2a3-a2a1)+(a3a4-a2a3)+… +(a10a11-a9a10)= 1-a2a1+a10a11= 1- 1+ 55× 89= 4895.故選C項.
求解本題,要先明確求斐波納契數列an和的方法為裂項相消法,再進行類比推理.將各項的平方轉化為差的形式,這樣便于靈活運用裂項相消法,達到解題的目的.此外,由于本題的求解目標是求a +a +… + a 0,而斐波納契數列an的前10項在題設中已經給出,且該數列的前10項的值均較小,故完全可以用代值的方法進行求解。
邏輯與推理題是近年高考數學中出現的一類比較新穎的題型.關注邏輯與推理的考點,有利于加深對所學數學知識與思想方法的理解,進一步提高思維的靈活性、嚴謹性,同時能夠較好地培養(yǎng)邏輯推理與數學運算兩大數學核心素養(yǎng).
(作者單位:江蘇省江安高級中學)