- 用数学归纳法证明不等式
- 共357题
已知数列{bn}是等差数列,b1=1,b1+b2+…+b10=145.
(1)求数列{bn}的通项公式bn;
(2)设数列{an}的通项an=loga(1+)(其中a>0且a≠1)记Sn是数列{an}的前n项和,试比较Sn与
logabn+1的大小,并证明你的结论
正确答案
(1)bn=3n-2(2)当a>1时,Sn>logabn+1,当 0<a<1时,Sn<
logabn+1
设数列{bn}的公差为d,由题意得,∴bn=3n-2
(2)证明:由bn=3n-2知
Sn=loga(1+1)+loga(1+)+…+loga(1+
)
=loga[(1+1)(1+)…(1+
)]
而logabn+1=loga,于是,比较Sn与
logabn+1的大小
比较(1+1)(1+
)…
(1+)与的大小.
取n=1,有(1+1)=
取n=2,有(1+1)(1+
推测:(1+1)(1+)…(1+
)> (*)
①当n=1时,已验证(*)式成立.
②假设n=k(k≥1)时(*)式成立,即(1+1)(1+)…(1+
)>
则当n=k+1时,
,即当n=k+1时,(*)式成立
由①②知,(*)式对任意正整数n都成立.
于是,当a>1时,Sn>logabn+1,当 0<a<1时,Sn<
logabn+1
(本题满分15分)本题理科做.
设,
(
、
)。
(1)求出的值;
(2)求证:数列的各项均为奇数.
正确答案
(1),
,
;(2)见解析.
第一问利用由,得
,而
、
所以,只有类似可得,
,
第二问(i)当时,易知
,为奇数;
(ii)假设当时,
,其中
为奇数;
则当时,
所以,
解(1)由,得
,而
、
所以,只有,………………………2分
类似可得,,
…………………………5分
(2)证:(用数学归纳法证明)
(i)当时,易知
,为奇数;……………………7分
(ii)假设当时,
,其中
为奇数;……………………8分
则当时,
,
所以, ……………………11分
又、
,所以
是偶数,
而由归纳假设知是奇数,故
也是奇数. ……………………14分
综上(i)、(ii)可知,的值一定是奇数. -----------------------------15分
(12分)在德国不来梅举行的第48届世乒赛期间,某商场橱窗里用同样的乒乓球堆成若干堆“正三棱锥”形展品,其中第一堆只有一层,就一个球,第2、3、4、…堆最底层(第一层)分别按下图方式固定摆放,从第二层开始每层的小球自然垒放在下一层之上,第堆的第
层就放一个乒乓球,以
表示第
堆的乒乓球总数.
(1)求;
(2)求(用
表示)(可能用到的公式:
)
正确答案
(1)=10
(2) =
通过观察可知f(3)=10.
(2)在求f(n)时,可以观察归纳出f(n)的递推关系,
然后再采用叠加求通项的方法求出.
在数列{an}中,a1=1,当n≥2时,an,Sn,Sn-成等比数列.
(1)求a2,a3,a4,并推出an的表达式;
(2)用数学归纳法证明所得的结论;
(3)求数列{an}所有项的和.
正确答案
(1)a2=- a3=-
a4=-
(3)S=Sn=0
∵an,Sn,Sn-成等比数列,∴Sn2=an·(Sn-
)(n≥2)
(1)由a1=1,S2=a1+a2=1+a2,代入(*)式得:a2=-
由a1=1,a2=-,S3=
+a3代入(*)式得:a3=-
同理可得:a4=-,由此可推出:an=
(2)①当n=1,2,3,4时,由(*)知猜想成立.
②假设n=k(k≥2)时,ak=-成立
故Sk2=-·(Sk-
)
∴(2k-3)(2k-1)Sk2+2Sk-1=0
∴Sk= (舍)
由Sk+12=ak+1·(Sk+1-),得(Sk+ak+1)2=ak+1(ak+1+Sk-
)
由①②知,an=对一切n∈N成立.
(3)由(2)得数列前n项和Sn=,∴S=
Sn=0
(本小题满分13分)
数列满足
.
(Ⅰ)计算,并由此猜想通项公式
;
(Ⅱ)用数学归纳法证明(Ⅰ)中的猜想.
正确答案
(Ⅰ).
.
,
.
(Ⅱ)见解析.
(I),分别令n=1,依次可求出
.
(II) 用数学归纳法证明时,(1)要先验证n=1时,成立.
(2)要先假设n=k时,成立,再证明n=k+1时,也成立,但必须要用到n=k时的归纳假设否则证明无效.
解:(Ⅰ)当时,
,所以
.
当时,
,所以
.
同理:,
.………3分
由此猜想 …………………………………………………5分
(Ⅱ)证明:①当时,左边
,右边
,结论成立.
②假设时,结论成立,即
,………6分
那么时,
,…8分
所以,
所以,
这表明时,结论成立.
由①②知对一切猜想
成立. ……………………………13分
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