- 用数学归纳法证明不等式
- 共357题
是否存在常数a、b、c使等式12+22+32+…+n2+(n-1)2+…+22+12=an(bn2+c)对于一切n∈N*都成立,若存在,求出a、b、c并证明;若不存在,试说明理由.
正确答案
假设存在a、b、c使
12+22+32+…+n2+(n-1)2+…+22+12=an(bn2+c)
对于一切n∈N*都成立.
当n=1时,a(b+c)=1;
当n=2时,2a(4b+c)=6;
当n=3时,3a(9b+c)=19.
解方程组 解得
证明如下:
①当n=1时,由以上知存在常数a,b,c使等式成立.
②假设n=k(k∈N*)时等式成立,
即12+22+32+…+k2+(k-1)2+…+22+12
=k(2k2+1);
当n=k+1时,
12+22+32+…+k2+(k+1)2+k2+(k-1)2+…+22+12
=k(2k2+1)+(k+1)2+k2
=k(2k2+3k+1)+(k+1)2
=k(2k+1)(k+1)+(k+1)2
=(k+1)(2k2+4k+3)
=(k+1)[2(k+1)2+1].
即n=k+1时,等式成立.
因此存在a=,b=2,c=1,使等式对一切n∈N*都成立.
(12分)已知有如下等式:当
时,试猜想
的值,并用数学归纳法给予证明。
正确答案
,证明见解析
先猜想,然后再用数学归纳法进行证明.
证明时分两个步骤:第一步,先验证是当n=1时,等式是否成立;
第二步,假设n=k时,等式成立;再证明当n=k+1时,等式也成立,再证明时一定要用上归纳假设.否则证明无效
若,则对于
,
.
正确答案
略
已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,Sn=n2an(n∈N*).
(1)试求出S1,S2,S3,S4,并猜想Sn的表达式;
(2)证明你的猜想,并求出an的表达式.
正确答案
(1)Sn=(n∈N*)(2)an=
(1)解 ∵an=Sn-Sn-1(n≥2)
∴Sn=n2(Sn-Sn-1),∴Sn=Sn-1(n≥2)
∵a1=1,∴S1=a1=1.
∴S2=,S3=
=
,S4=
,
猜想Sn=(n∈N*).
(2)证明 ①当n=1时,S1=1成立.
②假设n=k(k≥1,k∈N*)时,等式成立,即Sk=,
当n=k+1时,
Sk+1=(k+1)2·ak+1=ak+1+Sk=ak+1+,
∴ak+1=,
∴Sk+1=(k+1)2·ak+1==
,
∴n=k+1时等式也成立,得证.
∴根据①、②可知,对于任意n∈N*,等式均成立.
又∵ak+1=,∴an=
.
用数学归纳法证明,
正确答案
同证明
证明: 当
时,左边
,右边
,即原式成立
假设当
时,原式成立,即
当时,
即原式成立
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