- 用数学归纳法证明不等式
- 共357题
已知,n∈N+,An=2n2,Bn=3n,试比较An与Bn的大小,
并加以证明.
正确答案
n∈N+时,An<Bn成立
当n=1时:A1=2,B1=3,有A1<B1;
当n=2时:A2=8,B2=9,有A2<B2;
当n=3时:A3=18,B3=27,有A3<B3.
由上可归纳出当n∈N+时,都有An<Bn.
下面用数学归纳法证明(下面只证n≥2时成立):
(1)当n=2时,由上可知不等式成立.
(2)假设n=k(k∈N+,且k≥1)时不等式成立,即2k2<3k,
则3k+1=3×3k=3k+3k+3k>2k2+2k2+2k2.
由于2k2≥4k (k≥2),2k2>2,
所以3k+1>2k2+2k2+2k2>2k2+4k+2=2(k+1)2,
这表明,当n=k+1时,不等式也成立.
综合(1)、(2)可知,n∈N+,n≥2时,都有An<Bn成立.
综上可知n∈N+时,An<Bn成立.
用数学归纳法证明“12+22+32+…+n2=n(n+1)(2n+1)(n∈N*)”,当n=k+1时,应在n=k时的等式左边添加的项是________.
正确答案
(k+1)2
[12+22+…+k2+(k+1)2]-(12+22+…+k2)=(k+1)2
(本小题满分12分)函数数列满足:
,
(1)求;
(2)猜想的表达式,并证明你的结论.
正确答案
(1)
(2)猜想: 下面用数学归纳法证明:
见解析。
本试题主要是考查了数列的归纳猜想的数学思想的运用,以及运用数学归纳法来证明与自然数相关的命题的运用。注意n=k和n=k+1式子的变换,同时要用到假设,这是证明中最关键的 两步。
解:(1)
(2)猜想: 下面用数学归纳法证明:
①当n=1时,,已知,显然成立
②假设当时 ,猜想成立,即
, 则当
时,
即对时,猜想也成立,由①②可得
成立
已知数列,
,…,
,….S
为其前n项和,求S
、S
、S
、S
,推测S
公式,并用数学归纳法证明.
正确答案
S=
,S
=
,S
=
,S
=
。证明见解析
根据已知条件先求解前几项,然后归纳猜想得到结论,并运用数学归纳法分为两步骤来进行,注意要用到假设以及n=k,n=k+1之间的变化的综合运用。
解:S=
,S
=
,S
=
,S
=
,猜测S
=
(n∈N
)
①当n=1时,等式显然成立;
②假设当n=k时等式成立,即:S=
,
当n=k+1时,S=S
+
=
+
==
=
,
即n=k+1时等式也成立.综上①②,等式对任何n∈N都成立.
是否存在常数,使等式
对于一切
都成立?若不存在,说明理由;若存在,请用数学归纳法证明?
正确答案
,见解析.
本试题考查了抽象函数式的运用。若存在常数使等式成立,则将
代入上式可以得到a,b,的关系式,
得
,即有
然后证明对于一切
成立,运用数学归纳法可得。
解:若存在常数使等式成立,则将
代入上式,有
得,即有
对于一切
成立………4分
证明如下:
(1)当时,左边=
,右边=
,所以等式成立 …………6分
(2)假设时等式成立,即
当时,
=
=
=
==
也就是说,当时,等式成立, …………11分
综上所述,可知等式对任何都成立。 …………12分
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