2.1 conjectures and counterexamples

29

Upload: others

Post on 14-Jan-2022

10 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

2.1 Conjectures   and   Counterexamples 

Answers 

1. True 

 

2. COULD   NOT   IDENTIFY   THE   CONJECTURE 

 

3. False,   maybe   a   raccoon   ate   the   bread   with   peanut   butter   instead   of   the   chipmunk 

 

4. False,   it   is   possible   that   the   other   students,   that   are   not   her   friends,   in   her   geometry   class   are at   different   grade   levels. 

 

5. Answers   vary  

 

6. n    =   1   would   be   a   counterexample   because    .      Recall   that   a   whole   number   is>112   

0,   1,   2,   3,   …   n,   so   0   could   also   be   a   counterexample. 

 

7. Counterexamples   include:      21,   51,   81,   121,   and   151 

 

8.    is   one   counterexample.      Any   positive   improper   fraction   (where   the   numerator   is   greater than   the   denominator)   could   be   a   counterexample.   

 

9. A   triangle   is   a   counterexample. 

 

10. A   girl   that   doesn’t   like   ice   cream   would   be   a   counterexample. 

CK­12   Geometry   Concepts 1 

Page 2: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

 

11. Not   everyone   takes   choir   in   high   school.   

12. Obtuse   angles   do   not   have   complementary   angles. 

 

13. 13,   14,   15   year­olds   are   teenagers   and   cannot   drive   yet. 

 

14. Any   negative   integer   could   be   a   counterexample. 

 

15. Equations   can   have   any   real   number   as   a   solution. 

   

CK­12   Geometry   Concepts 2 

Page 3: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

2.2 If­Then   Statements 

Answers 

1. Hypothesis :      5 divides   evenly   into  x. 

Conclusion :       x    ends   in   0   or   5. 

 

2. Hypothesis :      A   triangle   has   three   congruent   sides. 

Conclusion :      It   is   an   equilateral   triangle. 

 

3. Here,   the   “if”   is   in   the   middle   of   the   statement,   making   the   hypothesis   the   second   half. 

Hypothesis :      Three   points   lie   in   the   same   plane.  

Conclusion :      The   three   points   are   coplanar. 

 

4. Hypothesis :       x    =   3. 

Conclusion :       . 

 

5. Hypothesis :      You   take   yoga. 

Conclusion :      You   are   relaxed. 

 

6. Hypothesis :      You   are   a   baseball   player. 

Conclusion :      You   wear   a   hat. 

 

7. Hypothesis :      I   am   16   years   old. 

Conclusion :      I   will   learn   how   to   drive. 

 

CK­12   Geometry   Concepts 3 

Page 4: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

8. Hypothesis :      You   do   your   homework. 

Conclusion :      You   can   watch   TV. 

9. Hypothesis :      The   lines   are   parallel. 

Conclusion :      Alternate   interior   angles   are   congruent. 

 

10. Hypothesis :      You   are   a   kid. 

Conclusion :      You   like   ice   cream. 

 

11. If   it   is   Thursday,   then   Susie   is   eating   pizza. 

 

12. If   you   are   Raychel,   then   you   completed   your   homework 

 

13. If   it   is   a   weekday,   then   Alex   is   going   to   school 

 

14. If   you   are   a   student,   then   you   have   a   math   class. 

 

15. If   a   shape   is   a   square,   then   it   has   right   angles 

   

CK­12   Geometry   Concepts 4 

Page 5: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

2.3 Converse,   Inverse,   and   Contrapositive 

Answers 

1. If   B   is   the   midpoint   of    ,   then   AB   =   5   and   BC   =   5.   This   could   be   true,   but   we   don’t know   the   length   of   AC.      AB   =   BC,   but   we   cannot   say   they   are   5   without   knowing   the length   of   AC. 

 

2. If   AB 5   and   BC 5,   then   B   is   not   the   midpoint   of    .      Again,   this   could   be   true,   but we   don’t   know   AC.      Also,   A,   B   and   C   might   not   be   collinear. 

 

3. A   counterexample   would   be   if   the   points   A,   B,   and   C   are   not   collinear,   thus   not   creating 

the   line   segment    . 

 

4. If   AB 5   and   BC 5,   then   B   is   not   the   midpoint   of    . 

 

5. →qp  

 

6. Contrapositive 

 

7. Contrapositive 

 

8. →qp  

 

 

9. If   a   U.S.   citizen   can   vote,   then   he   or   she   is   18   or   more   years   old. 

CK­12   Geometry   Concepts 5 

Page 6: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

If   he   or   she   is   18   or   more   years   old,   then   he   or   she   is   a   U.S.   citizen   that   can   vote 

 

 

10. If   a   whole   number   is   prime,   then   it   has   exactly   two   distinct   factors. 

If   a   whole   number   has   exactly   two   distinct   factors,   then   it   is   prime 

 

11. If   the   points   are   collinear,   then   there   is   a   line   that   contains   the   points. 

If   the   points   are   on   the   same   line,   then   they   are   collinear. 

 

12. If    ,   then    .x 82 = 1 x = 9  

If    ,   then    .x = 9 x 82 = 1  

 

13. a) True 

b) False,       OR   x = 4  x =− 4  

c) False,   let    ,   then    x =− 4 6x2 = 1  

d) True 

 

14. a) True 

b) True 

c) True 

d) True 

 

15. a) True 

b) True 

c) True 

CK­12   Geometry   Concepts 6 

Page 7: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

d) True 

   

CK­12   Geometry   Concepts 7 

Page 8: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

16. a) True 

b) False,   Any   angle   that   is   less   than   90°   is   an   acute   angle. 

c) False,   Any   angle   that   is   less   than   90°   is   an   acute   angle. 

d) True 

 

17. Answers   vary 

 

18. Answers   vary 

     

CK­12   Geometry   Concepts 8 

Page 9: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

2.4 Inductive   Reasoning   from   Patterns 

Answers 

1. 4 th    figure:      9   dots,   10 th    figure:      21dots 

 

2. 4 th    figure:      20   dots,   10 th    figure:      110   dots 

 

3. a)   

 

 

 

 

b)  There   are   two   more   points   in   each   star   than   its   figure   number.   

 

 

4. a)  10   triangles 

 

 

 

 

b)  48 

c) ,      for   any   positive   integer    .n2 n  

 

5. 1) 20,   23 

2) 107 

CK­12   Geometry   Concepts 9 

Page 10: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

3) ,      for   any   positive   integer    .n3 + 2 n  

   

CK­12   Geometry   Concepts 10 

Page 11: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

6. 1) ­19,   ­24 

2) ­164 

3) ,      for   any   positive   integer    .1 n  1 − 5 n  

 

7. 1) 64,   128 

2) 34,359,738,370 

3)       for   any   positive   integer    .,2n n  

 

8. 1) 12,   1 

2) ­307 

3) ,      for   any   positive   integer   8 1n  7 − 1 .n  

 

9. 1) , .76   8

7  

2) 3635  

3) ,   for   any   positive   integer   nn+1 .n  

 

10. 1)  .,2312

2714  

2)  .70139  

3)  .2n4n 1−  

   

CK­12   Geometry   Concepts 11 

Page 12: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

11. 1) 36,   49 

2) 1225 

3)    for   any   positive   integer   ,n2 .n  

 

12. 1) 20,   27 

2) 860 

3) ,   for   any   positive   integer   2n(n+3) .n  

 

13. 1) 21,   28 

2) 861 

3) ,   for   any   positive   integer   2(n+1)(n+2) .n  

 

14. 1) 105,   168 

2) 34440 

3)  ,    for   any   positive   integer   2n(n+1)(n+2) .n  

   

CK­12   Geometry   Concepts 12 

Page 13: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

15.  

 

The   points   are   collinear.   The   equation   of   this   graph   is    x  y = 5 − 2  

 

16.  Answers   vary. 

 

   

CK­12   Geometry   Concepts 13 

Page 14: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

2.5 Deductive   Reasoning 

Answers 

1. Law   of   Detachment 

 

2. No   conclusion 

 

3. Law   of   Syllogism. 

 

4. Law   of   Contrapositive. 

 

5. Law   of   Detachment. 

 

6. Law   of   Contrapositive 

 

7. Law   of   Contrapositive. 

 

8. Law   of   Syllogism 

 

9. This   is   a   logical   argument,   but   it   doesn’t   make   sense   because   we   know   that   circles   exist. 

 

CK­12   Geometry   Concepts 14 

Page 15: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

   

CK­12   Geometry   Concepts 15 

Page 16: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

10.     →q  p  

   p  

    q  ∴   

11.     →qp  

   q     

     p  ∴˜   

12. If   I   need   a   new   watch   battery,   then   I   go   to   the   mall.   If   I   don’t   shop,   then   I   didn’t   go   to   the mall,   but   since   I   went   to   the   mall,   then   I   shop.   If   I   shop,   then   I   will   buy   shoes.   Since   I   shop, then   I   conclude   that   I   bought   shoes. 

 

13. If   Anna’s   teacher   gives,   notes,   Anna   writes   them   down.   If   Anna   writes   down   the   notes,   she can   do   the   homework.   If   Anna’s   parents   don’t   buy   her   ice   cream,   then   she   didn’t   get   an   A on   her   test.   If   Anna   didn’t   get   an   A   on   her   test,   then   she   couldn’t   do   the   homework.   But since   she   did   do   her   homework,   she   got   an   A   on   her   test.   Since   she   got   an   A   on   her   test, we   conclude   that   her   parents   bought   her   ice   cream. 

 

14. Inductive   Reasoning 

 

15. Deductive   Reasoning 

 

16. Inductive   Reasoning 

 

17. Inductive   Reasoning 

CK­12   Geometry   Concepts 16 

Page 17: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

   

CK­12   Geometry   Concepts 17 

Page 18: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

18. Inductive   Reasoning 

 

19. Deductive   Reasoning 

 

20. Deductive   Reasoning 

   

CK­12   Geometry   Concepts 18 

Page 19: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

2.6 Truth   Tables 

Answers 

1.  

p    q    r   r      ∧q  p   p∧q)∨ r  ( ˜  T  T  T  F  T  T T  T  F  T  T  T T  F  T  F  F  F T  F  F  T  F  T F  T  T  F  F  F F  T  F  T  F  T F  F  T  F  F  F F  F  F  T  F  T 

 

 

2.  

p    q    r   q      q∨r      ∨( q∨r)  p ˜  T  T  T  F  T  T T  T  F  F  F  T T  F  T  T  T  T T  F  F  T  T  T F  T  T  F  T  T F  T  F  F  F  F F  F  T  T  T  T F  F  F  T  T  T 

 

 

3.  

p    q    r   r      ∨ r  q ˜   ∧(q∨ r)  p ˜  T  T  T  F  T  T T  T  F  T  T  T T  F  T  F  F  F T  F  F  T  T  T F  T  T  F  T  F F  T  F  T  T  F F  F  T  F  F  F F  F  F  T  T  F 

CK­12   Geometry   Concepts 19 

Page 20: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

 

   

CK­12   Geometry   Concepts 20 

Page 21: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

4. There   are   a   lot   more   false   cells   in   #3   than   #1 

 

5. When   at   least   one       is   true., q, or r  p      

 

6.  

p    q    r   ∨q∨r  p  T  T  T  T T  T  F  T T  F  T  T T  F  F  T F  T  T  T F  T  F  T F  F  T  T F  F  F  F 

 

 

7.  

p    q    r   ∨q  p   r      p∨q)∨ r  ( ˜  T  T  T  T  F  T T  T  F  T  T  T T  F  T  T  F  T T  F  F  T  T  T F  T  T  T  F  T F  T  F  T  T  T F  F  T  F  F  F F  F  F  F  T  T 

 

 

8.  

p    q    r   p      q      p∧ q    ˜    p∧ q)∧r  ( ˜ ˜  T  T  T  F  F  F  F T  T  F  F  F  F  F T  F  T  F  T  F  F T  F  F  F  T  F  F F  T  T  T  F  F  F F  T  F  T  F  F  F 

CK­12   Geometry   Concepts 21 

Page 22: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

F  F  T  T  T  T  T F  F  F  T  T  T  F 

   

CK­12   Geometry   Concepts 22 

Page 23: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

9.  

p    q    r   p      q      p∨ q    ˜    p∨ q)∧r  ( ˜ ˜  T  T  T  F  F  F  F T  T  F  F  F  F  F T  F  T  F  T  T  T T  F  F  F  T  T  F F  T  T  T  F  T  T F  T  F  T  F  T  F F  F  T  T  T  T  T F  F  F  T  T  T  F 

 

 

10. True 

 

11. False 

 

12. True 

 

13. False 

 

14. True 

 

15. False 

   

CK­12   Geometry   Concepts 23 

Page 24: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

2.7 Properties   of   Equality   and   Congruence 

Answers 

1. 3x   +   11   =   ­16  

                        3x   =   ­27 Subtraction   PoE   (subtract   11   from   both   sides)   

                              x   =   ­9 Division   PoE   (divide   both   sides   by   3) 

 

2.    7x   –   3   =   3x   –   35 

   4x   –   3   =   ­35 Subtraction   PoE 

                     4x   =   ­32 Addition   PoE 

                           x   =   ­8 Division   PoE 

 

3. g   +   1   =   19 

                   g   =   18 Subtraction   PoE 

                           g   =   27 Multiplication   PoE 

 

4. MN   =   5 

         MN   =   10 Multiplication   PoE 

 

5. 5 m ∠ABC   =   540° 

       m ∠ABC   =   108° Division   PoE 

 

CK­12   Geometry   Concepts 24 

Page 25: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

6. 10b   –   2(b   +   3)   =   5b 

      10b   –   2b   +   6   =   5b Distributive   Property 

                                    8b   +   6   =   5b Combine   like   terms 

                             6   =   ­3b Subtraction   PoE 

                        ­2   =   b Division   PoE 

b   =   ­2 Symmetric   PoE   (this   step   is   not   necessary,   but   helpful   to see   how   the   Symmetric   property   works) 

7.  

Multiplication   PoE   (multiplied   everything   by   12) 

                        3y   =   ­6 Subtraction   PoE 

                              y   =   ­2 Division   PoE 

*Students   could   have   also   found   a   common   denominator   and   would   have   ended   up   with the   same   answer.* 

 

8.  

   3AB   +   4   AB   =   144   +   6AB Multiplication   PoE   (multiplied   everything   by   12) 

                                       7AB   =   144   +   6AB Combine   like   terms 

            AB   =   144 Subtraction   PoE 

 9. y    +    z    =    x    + y   10. CD    =   5   11. Substitute    y    –   7   for    x    in   the   second   equation:       y    –   7   =    z    +   4  12. 6x   –   12   =   y  13. Yes,   they   are   collinear. 

CK­12   Geometry   Concepts 25 

Page 26: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

 14. No,   they   are   not   collinear.   Since   the   points   are   not   collinear   then   there   exist   no   midpoint 

because   no   line   segment   exists   that   contains   those   points.  15. Since   the    124°,   then   that   angle   has   to   be   obtuse   since   all   obtuse   angles   have∠NOP  m =    

an   angle   measurement   greater   than   180°.   

CK­12   Geometry   Concepts 26 

Page 27: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

2.8 Two­Column   Proofs 

Answers 

1. 

Statement  Reason 1.      ∠MLN   ≅   ∠OLP  Given 2.      m∠MLN   =   m∠OLP  ≅   angles   have   =   measures 3.      m∠MLO   =   m∠MLN   +   m∠NLO                m∠NLP   =   m∠NLO   +   m∠OLP 

Angle   Addition   Postulate 

4.      m∠NLP   =   m∠NLO   +   m∠MLN  Substitution 5.      m∠MLO   =   m∠NLP  Substitution 6.      ∠NLP   ≅   ∠MLO  ≅   angles   have   =   measures 

 

 

 

 

 

2. 

Statement  Reason 

1.       ,     Given 

2.      ∠BED   is   a   right   angle                ∠AEC   is   a   right   angle 

⊥   lines   create   right   angles 

3.      m∠BED   =   90°                m∠AEC   =   90° 

Definition   of   a   right   angle 

4.      m∠BED   =   m∠2   +   m∠3                m∠AEC   =   m∠1   +   m∠3 

Angle   Addition   Postulate 

5.      90°   =   m∠2   +   m∠3                90°   =   m∠1   +   m∠3 

Substitution 

6.      m∠2   +   m∠3   =   m∠1   +   m∠3  Substitution 7.      m∠2   =   m∠1  Subtraction   PoE 8.      ∠2   ≅   ∠1  ≅   angles   have   =   measures 

 

   

CK­12   Geometry   Concepts 27 

Page 28: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

3. 

Statement  Reason 1.      ∠1   ≅   ∠4  Given 2.      m∠1   =   m∠4  ≅   angles   have   =   measures 3.      ∠1   and   ∠2   are   a   linear   pair                ∠3   and   ∠4   are   a   linear   pair 

Given   (by   looking   at   the   picture)   could   also be   Definition   of   a   Linear   Pair 

4.      ∠1   and   ∠2   are   supplementary                ∠3   and   ∠4   are   supplementary   

Linear   Pair   Postulate 

5.      m∠1   +   m∠2   =   180°                m∠3   +   m∠4   =   180° 

Definition   of   supplementary   angles 

6.      m∠1   +   m∠2   =   m∠3   +   m∠4  Substitution 7.      m∠1   +   m∠2   =   m∠3   +   m∠1  Substitution 8.      m∠2   =   m∠3  Subtraction   PoE 9.      ∠2   ≅   ∠3  ≅   angles   have   =   measures 

 

4. 

Statement  Reason 1.         Given 2.      ∠1   and   ∠2   are   right   angles  ⊥   lines   create   right   angles. 3.      ∠1   ≅   ∠2  Right   Angles   Theorem 

 

5. 

Statement  Reason 1.         Given 2.      ∠1   and   ∠2   make   a   right   angle  ⊥   lines   create   right   angles 3.      m∠1   +   m∠2   =   90°  Definition   of   a   right   angle   OR 

Substitution   PoE 4.      ∠1   and   ∠2   are   complementary  Definition   of   complementary   angles 

 

ANSWERS   MAY   VARY   FOR   PROBLEMS   6   ­   13 

6. ,   AHG and ∠CHE  ∠ GHE and ∠AHC  ∠  

 

7. ,    ,    ,    ,   ≅ HE  AH ≅ HC  GH ≅ HP  MH ≅ MA  GM ≅ PC  EP  

 

8. ,    .PMA and ∠PMG  ∠ MPE and ∠MPC  ∠  

CK­12   Geometry   Concepts 28 

Page 29: 2.1 Conjectures and Counterexamples

Chapter   2   –   Reasoning   and   ProofAnswer   Key 

 

9. AHC  ∠  

 

10. ,   MHA and ∠AHC  ∠ GHE and ∠EHP  ∠  

 

11. GC  

 

12.  and GC  AE  

 

13. GHM  and ∠AHM  ∠  

 

14. AGC  and ∠EGC  ∠  

 

15. NOT   COMPLETE 

Statement  Reason 1. ACH≅∠ECH  ∠  

.    is   on   the   interior   of   CH ACE  ∠  1.      Given 

2.             ∠ACH ∠ECH  m = m   2.   3.  3.      Angle   Addition   Postulate 4.  4.      Substitution 5.       ∠ACE m∠ACH  m = 2   5. 6.  6.      Division   PoE 7.  7.  

CK­12   Geometry   Concepts 29