- 数学归纳法
- 共357题
用数学归纳法证明
正确答案
见解析.
证:当n=1时,左边=-14,右边=-1·2·7=-14,等式成立
假设当n=k时等式成立,即有
那么 当n=k+1时,
这就是说,当n=k+1时等式也成立
根据以上论证可知等式对任何都成立
(12分)是否存在自然数,使得f (n) = (2n+7)·3n+ 9对于任意
都能被
整除,若存在,求出
(如果m不唯一,只求m的最大值);若不存在,请说明理由。
正确答案
命题对于一切自然数n(n∈N)均成立。
解.猜想
的值应为其最大公约数36.
①显然正确.
②设n=k时命题正确,即f (k) = (2k+7)·3k+ 9 能被36整除.
则时 ,
能被36整除,
即n=k+1时,命题正确。
综合上述,命题对于一切自然数n(n∈N)均成立。
在数列中,
,
(1)写出;(2)求数列
的通项公式
正确答案
(1),
(2)
,
,猜想
下面用数学归纳法证明:(1)当n=1时,由上面的探求可知猜想成立
(2)假设n=k时猜想成立,即
则
所以当n=k+1时,猜想也成立
综合(1)(2),对猜想都成立
数列{an}中,an+1=,n∈N*.
(I)若a1=,设bn=log13
,求证数列{bn}是等比数列,并求出数列{an}的通项公式;
(II)若a1>2,n≥2,n∈N,用数学归纳法证明:2<an<2+.
正确答案
(I)证明:
∵bn+1=log13=log13
=log13(
)2=2log13(
)=2bn,
(2分)
∵b1=log13=2,∴数列{bn}是首项为2,公比为2的等比数列,(4分)
∴bn=2n,即log13=2n,得
=(
)2n,所以an=
.(6分)
(II)证明:(i)当n=2时,∵a1>2,
∴a2-2=-2=
>0,
∴a2-2-=
-
=
<0,
∴2<a2<2+,不等式成立;(8分)
(ii)假设当n=k(k≥2)时,2<ak<2+成立,
那么,当n=k+1时,去证明2<ak+1<2+
∵ak+1-2=-2=
>0,
∴ak+1>2;
∵ak+1-2-=
-
<
-
=
-
,
-
<
-
=0
∴ak+1<2+;
∴2<ak+1<2+,
所以n=k+1不等式也成立,
由(i)(ii)可知,不等式成立.(12分)
等比数列{an}的前n项和为Sn,已知对任意的n∈N+,点(n,Sn),均在函数y=2x+r(其中r为常数)的图象上.
(1)求r的值;
(11)记bn=2(log2an+1)(n∈N+
证明:对任意的n∈N+,不等式•
…
>
成立.
正确答案
(1)因为对任意的n∈N*,点(n,Sn),均在函数y=2x+r(其中r为常数)的图象上
所以得Sn=2n+r,
当n=1时,a1=S1=2+r,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n+r-(2n-1+r )=2n-1,
又因为{an}为等比数列,所以公比为2,r=-1,
(2)由(1)知,an=2n-1,
∴bn=2(log2an+1)=2(log22n-1+1)=2n
则=
,
所以•
…
=
•
…
下面用数学归纳法证明不等式•
…
>
成立.
①当n=1时,左边=,右边=
,因为
>
,所以不等式成立.
②假设当n=k时不等式成立,即•
…
>
成立.
则当n=k+1时,左边=•
…
•
>
•
=
=
>
所以当n=k+1时,不等式也成立.
由①、②可得不等式恒成立.
∴不等式•
…
>
成立.
已知数列{an}满足a1=3,=an(n∈N*),记bn=
.
(Ⅰ)求数列{bn}的通项公式.
(Ⅱ)若(4n-1)an≥t•2n+1-17对任意n∈N*恒成立,求实数t的取值范围;
(Ⅲ)记cn=,求证:c1•c2•c3…cn>
.
正确答案
(Ⅰ)∵=an(n∈N*),∴bn=
=
=4bn+1,
∴=
∵a1=3,b1=
∴数列{bn}是以为首项,
为公比的等比数列
∴bn=;
(Ⅱ)∵bn=,∴an=
∵(4n-1)an≥t•2n+1-17对任意n∈N*恒成立,
∴t≤=2n+
对任意n∈N*恒成立
∵y=m+(m>0)在(0,3)上单调递减,在(3,+∞)上单调递增
∴(2n+
9
2n
)min=min{2+,4+
}=
∴t≤
∴实数t的取值范围是(-∞,];
(Ⅲ)∵cn==1-
,
猜想(1-)(1-
) … (1-
)≥1-(
+
+ …+
)
用数学归纳法证明:
①n=1时,左边==右边;n=2时,左边=
,右边=
,左边>右边;
②假设n=k(k≥2)时结论成立,即(1-)(1-
) … (1-
)≥1-(
+
+ …+
)
则n=k+1时,左边=(1-)(1-
) … (1-
)(1-
)≥[1-(
+
+ …+
)](1-
)
>1-(+
+ …+
)=右边
由①②知,猜想(1-)(1-
) … (1-
)≥1-(
+
+ …+
)成立
又+
+ …+
<
=
∴c1•c2•c3…cn=(1-)(1-
) … (1-
)≥1-(
+
+ …+
)>1-
>
∴c1•c2•c3…cn>
已知等比数列{an}的首项a1=2,公比q=3,Sn是它的前n项和.求证:≤
.
正确答案
证明:由已知,得Sn=3n-1
要证明≤
等价于
≤
即3n≥2n+1(*)
(方法一)用数学归纳法证明
①当n=1时,左边=3,右边=3,所以(*)式成立
②假设当n=k时(*)成立,即3k≥2k+1
那么当n=k+1时,3k+1=3×3k≥3(2k+1)=6k+3≥2k+3=2(k+1)+1
所以当n=k+1时(*)也成立
综合①②可得,3n≥2n+1
≤
(法二)当n=1时,左边=,右边=4,所以(*)成立
当n≥2时,3n=(1+2)n=Cn0+2Cn1+22Cn2+…+2nCnn=1+2n+…>1+2n
所以≤
已知数列{an},an≥0,a1=0,an+12+an+1-1=an2(n∈N•).记Sn=a1+a2+…+an.Tn=+
+…+
.
求证:当n∈N•时,
(Ⅰ)an<an+1;
(Ⅱ)Sn>n-2.
正确答案
(Ⅰ)证明:用数学归纳法证明.
①当n=1时,因为a2是方程x2+x-1=0的正根,所以a1<a2.
②假设当n=k(k∈N*)时,ak<ak+1,
因为ak+12-ak2=(ak+22+ak+2-1)-(ak+12+ak+1-1)=(ak+2-ak+1)(ak+2+ak+1+1),
所以ak+1<ak+2.
即当n=k+1时,an<an+1也成立.
根据①和②,可知an<an+1对任何n∈N*都成立.
(Ⅱ)证明:由ak+12+ak+1-1=ak2,k=1,2,…,n-1(n≥2),
得an2+(a2+a3+…+an)-(n-1)=a12.
因为a1=0,所以Sn=n-1-an2.
由an<an+1及an+1=1+an2-2an+12<1得an<1,
所以Sn>n-2.
已知f(x)是定义在R上的不恒为零的函数,且对于任意的a,b∈R都满足:f(ab)=af(b)+bf(a)。(1)求f(0)及f(1)的值;
(2)判断f(x)的奇偶性,并证明你的结论;
(3)若f(2)=2,un=f(2n)(n∈N*),求证un+1>un(n∈N)。
正确答案
解:(1)
因为,
所以。
(2)f(x)是奇函数。
证明:因为,
所以
因此,f(x)为奇函数。
(3)证明:先用数学归纳法证明
(i)当n=1时,;
(ii)假设当n=k时,
那么当n=k+1时,
由以上两步可知,对任意
因为
所以。
设f(n)=1++
+
+…+
,则f(k+1)-f(k)=______.
正确答案
当n=k+1时,f(k+1)=1++
+
+…+
,
当n=k时,f(k+1)=1++
+
+…+
,
则f(k+1)-f(k)=1++
+
+…
+
+…+
-(1+
+
+
+…+
)
=+
+…+
,
故答案为:+
+…+
.
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