【典例1】 (2014·天津高考)已知q和n均为给定的大于1的自然数.设集合M={0,1,2,…,q-1},集合A={x|x=x1+x2q+…+xnqn-1,xiM,i=1,2,…,n}.
(1)当q=2,n=3时,用列举法表示集合A.
(2)设s,tA,s=a1+a2q+…+anqn-1,t=b1+b2q+…+bnqn-1,其中ai,biM,i=1,2,…,n.
证明:若an1及a>0可知0,
只需证·>1,
只需证1+a-b-ab>1,
只需证a-b-ab>0即>1,即->1.
这是已知条件,所以原不等式得证.考向3 反证法(高频考点)
【典例3】 (1)(2014·山东高考改编)用反证法证明命题“设a,b为实数,则方程x3+ax+b=0至少有一个实根”时,要做的假设是________.
(2)(2013·陕西高考)设{an}是公比为q的等比数列.
推导{an}的前n项和公式;
设q≠1,证明数列{an+1}不是等比数列.
[思路点拨] (1)“至少”的否定是“少于”.
(2)分q=1和q≠1两种情况求解.用反证法证明.
[解析] (1)“已知a,b为实数,则方程x3+ax+b=0至少有一个实根”的否定为“方程x3+ax+b=0没有实根”.
[答案] 方程x3+ax+b=0没有实根
(2)设{an}的前n项和为Sn,
当q=1时,Sn=a1+a1+…+a1=na1;
当q≠1时,Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1,
qSn=a1q+a1q2+…+a1qn,
①-得,(1-q)Sn=a1-a1qn,
Sn=,Sn=
证明:假设{an+1}是等比数列,则对任意的kN+,
(ak+1+1)2=(ak+1)(ak+2+1),
a+2ak+1+1=akak+2+ak+ak+2+1,
aq2k+2a1qk=a1qk-1·a1qk+1+a1qk-1+a1qk+1,
a1≠0,2qk=qk-1+qk+1.
q≠0,q2-2q+1=0,
q=1,这与已知矛盾.