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题型:简答题
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简答题

已知数列an满足递推关系式:2an+1=1-an2(n≥1,n∈N),且0<a1<1.

(1)求a3的取值范围;

(2)用数学归纳法证明:|an-(-1)|<(n≥3,n∈N);

(3)若bn=,求证:|bn-(+1)|<(n≥3,n∈N).

正确答案

(1)∵a2=(1-a21),且a1∈(0,1),由二次函数性质可知a2∈(0,).

∵a3=(1-)及a2∈(0,)∴a3∈().(3分)

(2)证明:①在(1)的过程中可知n=3时,<a3<

则--(-1)<a3-(-1)<-(-1)<

于是当n=3时,|an-(-1)|<成立.

②假设在n=k(k≥3)时,|an-(-1)|<(*)成立,即|ak-(-1)|<

则当n=k+1时,|ak+1-(-2)|=|--(-1)|=|ak-(-1)|•|ak+-1|,

其中0<ak+-1<2(-1)+<1(k≥3)

于是|ak+1-(-1)|<|ak-(-1)|<

从而n=k+1时(*)式得证.

综合①②可知:n≥3,n∈{N}时|an-(-1)|<

(3)由|an-(-1)|<(n≥3)变形为:|-|<=

而由-1-<an<-1+(n≥3,n∈N)

可知:-1-<an<+1+在n≥3上恒成立,

于是<12,

又∵|an-(-1)|<,∴|-(+1)|<

从而原不等式|bn-(+1)|<(n≥3,n∈N)得证.(14分)

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简答题

证明:xn-nan-1x+(n-1)an能被(x-a)2整除(a≠0).

正确答案

证明:当n=1时,

xn-nan-1x+(n-1)an=x-x=0

易得此时xn-nan-1x+(n-1)an能被(x-a)2整除成立;

设n=k时,xn-nan-1x+(n-1)an能被(x-a)2整除成立,

即xk-kak-1x+(k-1)ak能被(x-a)2整除成立,

则n=k+1时,

xn-nan-1x+(n-1)an=xk+1-(k+1)akx+kak+1=xk-kak-1x+(k-1)ak+kak─1(x─a)2

即xn-nan-1x+(n-1)an=xk+1-(k+1)akx+kak+1也能被(x-a)2整除

综合,xn-nan-1x+(n-1)an能被(x-a)2整除(a≠0).

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简答题

设n∈N*,f(n)=1++…+,试比较f(n)与的大小.

正确答案

当n=1,2时f(n)<;当n≥3时f(n)>.

当n=1,2时f(n)<

当n≥3时f(n)>.

下面用数学归纳法证明:

①当n=3时,显然成立;

②假设当n=k(k≥3,k∈N)时,即f(k)>,那么,当n=k+1时,f(k+1)>>,即n=k+1时,不等式也成立.

由①②知,对任何n≥3,n∈N不等式成立.

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简答题

用数学归纳法证明等式:n∈N,n≥1,1-+-+…+-=++…+

正确答案

证明:(1)当n=1时,左=1-==右,等式成立.

(2)假设当n=k时等式成立,

即1-+-+…+-=++…+

则1-+-+…+-+(-)=++…++(-)=+…+++∴当n=k+1时,等式也成立.

综合(1)(2),等式对所有正整数都成立.

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简答题

在数列中,已知().

(1)当时,分别求的值,判断是否为定值,并给出证明;

(2)求出所有的正整数,使得为完全平方数.

正确答案

(1)().(2)当时,满足条件.

试题分析:(1)第一步是归纳,分别进行计算. 由已知得.所以时,;当时,.第二步猜想,().第三步证明,本题可用数学归纳法证,也可证等式恒成立,(2)探求整数解问题,一般要构造一个可说明的整式. 设,则,又,且501=1501=3167,故 或所以 或

解得;由无整数解.所以当时,满足条件.

试题解析:(1)由已知得

所以时,;当时,.      2分

猜想:().                                   3分

下面用数学归纳法证明:

①当时,结论成立.

②假设当时,结论成立,即

代入上式,可得

则当时,

故当结论成立,

根据①,②可得,()成立.                        5分

(2)将代入,得

,则

,                                   7分

,且501=1501=3167,

 或

所以 或

解得;由无整数解.

所以当时,满足条件.                                          10分

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简答题

用数学归纳法证明不等式:++…+>(n∈N*且n>1).

正确答案

见解析

【证明】(1)当n=2时,左边=+=>,不等式成立.

(2)假设当n=k(k≥2,k∈N*)时,不等式成立,

++…+>,

则当n=k+1时,

左边=++…+++

=+++…+++->+->.

∴当n=k+1时,不等式成立,

根据(1)(2)知,原不等式对n∈N*且n>1都成立.

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简答题

设a>2,给定数列{xn},其中x1=a,xn+1=(n=1,2…)求证:

(1)xn>2,且<1(n=1,2…);

(2)如果a≤3,那么xn≤2+(n=1,2…).

正确答案

证明:(1)①当n=1时,

∵x2==x1+

x2===2+,x1=a>2,

∴2<x2<x1

结论成立.

②假设n=k时,结论成立,即2<xk+1<xk(k∈N+),

则xk+2==xk+1+>xk+1

xk+2==2+>2.

∴2<xk+2<xk+1

综上所述,由①②知2<xn+1<xn

∴x n>2且<1.

(2)由条件x1=a≤3知不等式当n=1时成立

假设不等式当n=k(k≥1)时成立

当n=k+1时,由条件及xk>2知xk+1≤1+≤2(xk-1)(2+)

-2(2+)xk+2(2+)≤0

⇔(xk-2)[xk-(2+)]≤0,

再由xk>2及归纳假设知,

上面最后一个不等式一定成立,

所以不等式xk+1≤2+也成立,

从而不等式xn≤2+对所有的正整数n成立

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简答题

若xi>0(i=1,2,3,…,n),观察下列不等式:(x1+x2)(+)≥4,(x1+x2+x3)(++)≥9,…,

请你猜测(x1+x2+…+xn)(++…+)满足的不等式,并用数学归纳法加以证明.

正确答案

满足的不等式为(x1+x2+…+xn)(++…+)≥n2(n≥2),

证明如下:

(1)当n=2时,猜想成立;

(2)假设当n=k时,猜想成立,即(x1+x2+…+xn)(++…+)≥k2

那么n=k+1时,(x1+x2+…+xk+1)(++…+)≥k2+2k+1=(k+1)2

则当n=k+1时猜想也成立,根据(1)(2)可得猜想对任意的n∈N,n≥2都成立.

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简答题

已知数列{an}满足a1=a,an+1=

(Ⅰ)依次计算a2,a3,a4,a5

(Ⅱ)猜想an的表达式,并用数学归纳法进行证明.

正确答案

(I)分别令n=1,2,3,4,得:

a2=,a3===

a4===

a5===

(II)由此,猜想 an=

下面用数学归纳法证明此结论正确.

证明:(1)当n=1时,显然结论成立  

(2)假设当n=k(k≥1)时,结论成立,即 ak=

那么ak+1===

也就是说,当n=k+1时结论成立.

根据(1)和(2)可知,结论对任意正整数n都成立,即 an=

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简答题

已知α1,α2,…αn∈(0,π),n是大于1的正整数,求证:|sin(α12+…+αn)|<sinα1+sinα2+…+sinαn

正确答案

证明:下面用数学归纳法证明

(1)n=2时,|sin(α12)|-|sinα1cosα2+cosα1sinα2|≤sinα1|cosα2|+|cosα1|•|sinα2|<sinα1+sinα2

所以n=2时成立.

(2)假设n=k(k≥2)时成立,即

|sin(α12+Λ+αk)|<sinα1+sinα2+Λ+sinαk

当n=k+1时,|sin(α12+Λ+αk+1)|=

=|sinαk+1cos(α1+Λαk)+cosαk+1sin(α1+Λαk)|

≤sinαk+1|cos(α1+Λ+αk)|+|cosαk+1|•|sin(α1+Λαk)|

<sinαk+1+|sin(α1+Λαk)|

<sinα1+sinα2+Λ+sinαk+1

∴n=k+1时也成立.

由(1)(2)得,原式成立.

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