- 用数学归纳法证明不等式
- 共357题
(12分)已知数列{}的前n项和为
,
,满足
,计算
,
,
,
,并猜想
的表达式.
正确答案
由猜想
本小题要先通过给n赋值1,2,3,4,5,根据求出的结果,再归纳规律,猜出sn的表达式.
已知x1>0,x1≠1,且xn+1=,(n=1,2,…).试证:数列{xn}或者对任意自然数n都满足xn<xn+1,或者对任意自然数n都满足xn>xn+1.
正确答案
证:首先,xn+1-xn=-xn=
,
由于x1>0,由数列{xn}的定义可知xn>0,(n=1,2,…)
所以,xn+1-xn与1-xn2的符号相同.
①假定x1<1,我们用数学归纳法证明1-xn2>0(n∈N)
显然,n=1时,1-x12>0
设n=k时1-xk2>0,那么当n=k+1时
1-=1-[
]2=
>0,
因此,对一切自然数n都有1-xn2>0,
从而对一切自然数n都有xn<xn+1②若x1>1,
当n=1时,1-x12<0;
设n=k时1-xk2<0,那么当n=k+1时
1-=1-[
xk(
x2k
+3)
3
x2k
+1
]2=<0,
因此,对一切自然数n都有1-xn2<0,
从而对一切自然数n都有xn>xn+1
已知数列计算
由此推测出
的计算公式,并用数学归纳法证明.
正确答案
,推测
,证明过程详见解析.
试题分析:计算的值可以推出
,利用数学归纳法可以证明,首先验证n=1时,结论成立,接下来假设n=k(
)时结论成立,即有
,最后只需证明n=k+1时,结论也成立,利用
即可得证.
,
∴推测
①n=1时,左边=,右边=
,左边=右边,所以等式成立 6分
②假设n=k时等式成立,即有,
则当n=k+1时,
所以当n=k+1时,等式也成立 13分
由①,②可知,对一切等式都成立 14分.
已知多项式f(n)=n5+
n4+
n3-
n.
(1)求f(-1)及f(2)的值;
(2)试探求对一切整数n,f(n)是否一定是整数?并证明你的结论.
正确答案
(1)0,17(2)见解析
(1)f(-1)=0,f(2)=17
(2)先用数学归纳法证明,对一切正整数n,f(n)是整数.
①当n=1时,f(1)=1,结论成立.
②假设当n=k(k≥1,k∈N)时,结论成立,即f(k)=k5+
k4+
k3-
k是整数,则当n=k+1时,f(k+1)=
(k+1)5+
(k+1)4+
(k+1)3-
(k+1)
=+
+-
(k+1)=f(k)+k4+4k3+6k2+4k+1.
根据假设f(k)是整数,而k4+4k3+6k2+4k+1显然是整数.
∴f(k+1)是整数,从而当n=k+1时,结论也成立.
由①、②可知对一切正整数n,f(n)是整数.
(Ⅰ)当n=0时,f(0)=0是整数
(Ⅱ)当n为负整数时,令n=-m,则m是正整数,由(Ⅰ)知f(m)是整数,
所以f(n)=f(-m)=(-m)5+
(-m)4+
(-m)3-
(-m)
=-m5+
m4-
m3+
m=-f(m)+m4是整数.
综上,对一切整数n,f(n)一定是整数.
(本题满分12分)
某班一信息奥赛同学编了下列运算程序,将数据输入满足如下性质:
①输入1时,输出结果是;
②输入整数时,输出结果
是将前一结果
先乘以3n-5,再除以3n+1.
(1) 求f(2),f(3),f(4);
(2) 试由(1)推测f(n)(其中)的表达式,并给出证明.
正确答案
(1);
;
.
(2)猜想:(其中
),以下用数学归纳法证明:见解析。
本试题主要是考查了数列的归纳猜想思想的运用,以及运用数学归纳法求证恒等式的综合运用。
(1)由题设条件知f(1)= ,
=
,对于n令值,然后得到前几个值。
(2)猜想:(其中
)并运用数学归纳法,运用两步来证明其成立。
解:由题设条件知f(1)= ,
=
,
;
;
. ………………………………3分
(2)猜想:(其中
)……………………5分
以下用数学归纳法证明:
(1) 当时,
,
所以此时猜想成立。 ………………………………6分
(2) 假设时,
成立
那么时,
……………9分
所以时,猜想成立。
由(1)(2)知,猜想:(其中
)成立。
…………………………12分
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