- 用数学归纳法证明不等式
- 共357题
设实数q满足|q|<1,数列{an}满足:a1=2,a2≠0,an·an+1=-qn,求an表达式,又如果S2n<3,求q的取值范围
正确答案
-1<q<0或0<q<
∵a1·a2=-q,a1=2,a2≠0,
∴q≠0,a2=-,
∵an·an+1=-qn,an+1·an+2=-qn+1
两式相除,得,即an+2=q·an
于是,a1=2,a3=2·q,a5=2·qn…猜想:a2n+1=-qn(n=1,2,3,…)
综合①②,猜想通项公式为an=
下证:(1)当n=1,2时猜想成立
(2)设n=2k-1时,a2k-1=2·qk-1则n=2k+1时,由于a2k+1=q·a2k-1
∴a2k+1=2·qk即n=2k-1成立.
可推知n=2k+1也成立.
设n=2k时,a2k=-qk,则n=2k+2时,由于a2k+2=q·a2k,
所以a2k+2=-qk+1,这说明n=2k成立,可推知n=2k+2也成立.
综上所述,对一切自然数n,猜想都成立.
这样所求通项公式为an=
S2n=(a1+a3…+a2n-1)+(a2+a4+…+a2n)
=2(1+q+q2+…+qn-1)- (q+q2+…+qn)
由于|q|<1,∴=
依题意知<3,并注意1-q>0,|q|<1解得-1<q<0或0<q<
.已知数列的各项均为正数,
,
(1)求数列的通项公式;
(2)证明对一切
恒成立。
正确答案
见解析。
本试题主要是考查了数列的通项公式和数列求和的综合运用。
(1)因为数列的各项均为正数,
,
,那么利用等差数列的定义可知
,从而得到数列的通项公式。
((2)要证明对一切
恒成立。
与自然数相关的不等式的成立,只要运用数学归纳法证明即可。
(1)由得
,所以
(2)①当n=1时,1=1成立;当n=2时,左边<右边;
②假设当n=k时,成立,
那么当n=k+1时,
不等式成立
由①②可得对一切
恒成立。
(11分)探究:是否存在常数a、b、c使得等式1·22+2·32+…+n(n+1)2=(an2+bn+c)
对对一切正自然数n均成立,若存在求出a、b、c,并证明;若不存在,请说明理由.
正确答案
设存在a、b、c使题设的等式成立,这时令n=1,2,3,有
证明见解析。
先令n=1,2,3建立关于a,b,c的三个方程,解出a,b,c的值.然后再证明时,也成立.由于是与n有关的证明问题,可以考虑用数学归纳法进行证明.
设存在a、b、c使题设的等式成立,这时令n=1,2,3,有
于是,对n=1,2,3下面等式成立1·22+2·32+…+n(n+1)2=
记Sn=1·22+2·32+…+n(n+1)2设n=k时上式成立,即Sk= (3k2+11k+10)
那么Sk+1=Sk+(k+1)(k+2)2=(k+2)(3k+5)+(k+1)(k+2)2=
(3k2+5k+12k+24)
=[3(k+1)2+11(k+1)+10]也就是说,等式对n=k+1也成立.
综上所述,当a=3,b=11,c=10时,题设对一切正自然数n均成立.
是否存在a、b、c使得等式1·22+2·32+…+n(n+1)2=(an2+bn+c)
正确答案
当a=3,b=11,c=10时,题设对一切自然数n均成立
综上所述,当a=3,b=11,c=10时,题设对一切自然数n均成立
设为常数,且
小题1:证明对任意
小题2:假设对任意有
,求
的取值范围.
正确答案
小题1:证法一:(ⅰ)当时,由已知
,等式成立.
(ⅱ)假设当等式成立,即
那么
也就是说,当时,等式也成立.
根据(ⅰ)和(ⅱ)可知
小题2:由通项公式
①
(ⅰ)当时,①式即为
即为 ②
②式对都成立,有
(ⅱ)当时,
即为 ③
③式对都成立,有
综上,①式对任意成立,有
故的取值范围为
同答案
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