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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}中,a1=,an+1=an(n=1,2,…).计算a2,a3,a4的值,根据计算结果,猜想an的通项公式,并用数学归纳法进行证明.

正确答案

根据已知,a2=,a3==,a4=

猜测an=.…(3分)

证明:①当n=1时,由已知,左边=,右边==,猜想成立.…(4分)

②假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即ak=,…(5分)

那么,ak+1=ak====,…(7分)

所以,当n=k+1时,猜想也成立.

根据①和②,可知猜想对于任何n∈N*都成立.…(8分)

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}的各项都是正数,且满足:a0=1,an+1=an•(4-an),n∈N.

(1)求a1,a2

(2)证明an<an+1<2,n∈N.

正确答案

(1)a0=1,a1=a0(4-a0)=,a2=a1(4-a1)=

(2)用数学归纳法证明:

1°当n=0时,a0=1,a1=,∴a0<a1<2,命题正确.

2°假设n=k时,有ak-1<ak<2.

则n=k+1时,ak-ak+1=ak-1(4-ak-1)-ak(4-ak)=2(ak-1-ak)-(ak-1-ak)(ak-1+ak)=(ak-1-ak)(4-ak-1-ak).

而ak-1-ak<0,4-ak-1-ak>0,∴ak-ak-1<0.

又ak+1=ak(4-ak)=[4-(ak-2)2]<2,∴n=k+1时命题正确.

由1°、2°知,对一切n∈N,有an<an+1<2.

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题型:简答题
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简答题

在数列中,,且成等差数列,成等比数列.

(1)求

(2)根据计算结果,猜想的通项公式,并用数学归纳法证明.

正确答案

(1) ,;(2) ,证明过程见试题解析.

试题分析:(1)由已知得,令,可得,又,令,可得,依次分别求得其余各项; (2)由(1)中结果,易猜想出,用数学归纳法证明中,当时,需证方可得结论成立.

解:(1)由已知条件得,

由此算出,

.

(2)由(1)的计算可以猜想,

下面用数学归纳法证明:

①当时,由已知可得结论成立,

②假设当时猜想成立,即

那么,当时,

,

,

因此当时,结论也成立.

当①和②知,对一切,都有成立.    12分

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}的前n项和为Sn,通项公式为an=,f(n)=

(Ⅰ)计算f(1),f(2),f(3)的值;

(Ⅱ)比较f(n)与1的大小,并用数学归纳法证明你的结论.

正确答案

(Ⅰ)由已知f(1)=S2=1+=,f(2)=S4-S1=++=,f(3)=S6-S2=+++=;(3分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(1)>1,f(2)>1;当n≥3时,猜想:f(n)<1.(4分)

下面用数学归纳法证明:

(1)由(Ⅰ)当n=3时,f(n)<1;(5分)

(2)假设n=k(k≥3)时,f(n)<1,即f(k)=+++<1,那么f(k+1)=+++++=(++++)++-<1+(-)+(-)=1++=1--<1,

所以当n=k+1时,f(n)<1也成立.由(1)和(2)知,当n≥3时,f(n)<1.(9分)

所以当n=1,和n=2时,f(n)>1;当n≥3时,f(n)<1.(10分)

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题型:简答题
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简答题

已知正项数列{an}中,a1=1,an+1=1+(n∈N*).用数学归纳法证明:an<an+1(n∈N*).

正确答案

证明:当n=1时,a2=1+=,a1<a2,所以n=1时,不等式成立.

假设n=k(k∈N*)时,ak<ak+1成立,则n=k+1时,

ak+2-ak+1= 1+-ak+1

=1+-(1+)

=-

=>0;

即ak+2-ak+1>0,

所以n=k+1时,不等式也成立.

综上所述,不等式an<an+1(n∈N*)成立.

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题型:简答题
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简答题

试比较nn+1与(n+1)n(n∈N*)的大小.

当n=1时,有nn+1______(n+1)n(填>、=或<);

当n=2时,有nn+1______(n+1)n(填>、=或<);

当n=3时,有nn+1______(n+1)n(填>、=或<);

当n=4时,有nn+1______(n+1)n(填>、=或<);

猜想一个一般性的结论,并加以证明.

正确答案

当n=1时,nn+1=1,(n+1)n=2,此时,nn+1<(n+1)n

当n=2时,nn+1=8,(n+1)n=9,此时,nn+1<(n+1)n

当n=3时,nn+1=81,(n+1)n=64,此时,nn+1>(n+1)n

当n=4时,nn+1=1024,(n+1)n=625,此时,nn+1>(n+1)n

根据上述结论,我们猜想:当n≥3时,nn+1>(n+1)n(n∈N*)恒成立.

①当n=3时,nn+1=34=81>(n+1)n=43=64

即nn+1>(n+1)n成立.

②假设当n=k时,kk+1>(k+1)k成立,即:>1

则当n=k+1时,=(k+1)•()k+1>(k+1)•()k+1=>1

即(k+1)k+2>(k+2)k+1成立,即当n=k+1时也成立,

∴当n≥3时,nn+1>(n+1)n(n∈N*)恒成立.

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题型:填空题
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填空题

已知f(n)=1++…+ (n∈N*),用数学归纳法证明f(2n)>时,f(2k+1)-f(2k)等于________.

正确答案

+…+

∵f(2k+1)=1++…++…++…+

f(2k)=1++…++…+

∴f(2k+1)-f(2k)=+…+.

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题型:简答题
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简答题

用数学归纳法证明:对于大于1的任意自然数n,都有++<2-成立.

正确答案

证明:①当n=2时,结论成立;

②假设n=k(k>1,k∈Z)时,不等式成立;

当n=k+1时,左边 <2-+

下证:2-+< 2-

即证:-+< 0,

即证< ,⇔k+1>k,这个是显然成立的,

得结论成立,即当n=k+1时,不等式成立,

由①②根据归纳原理,不等式成立.

即得证.

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题型:简答题
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简答题

是否存在常数使得对一切恒成立?若存在,求出的值,并用数学归纳法证明;若不存在,说明理由.

正确答案

试题分析:先探求出的值,即令,解得.用数学归纳法证明时,需注意格式.第一步,先证起始项成立,第二步由归纳假设证明当n="k" 等式成立时,等式也成立.最后由两步归纳出结论.其中第二步尤其关键,需利用归纳假设进行证明,否则就不是数学归纳法.

解:取和2 得解得          4分

以下用数学归纳法证明:

(1)当n=1时,已证         6分

(2)假设当n=k,时等式成立

         8分

那么,当时有

          10分

          12分

就是说,当时等式成立          13分

根据(1)(2)知,存在使得任意等式都成立         15分

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3-x,数列{an}满足条件:a1≥1,an+1≥f'(an+1).试比较+++…+与1的大小,并说明理由.

正确答案

见解析

+++…+<1.

理由如下:

∵f'(x)=x2-1,an+1≥f'(an+1),

∴an+1≥(an+1)2-1.

令g(x)=(x+1)2-1,则函数g(x)=x2+2x在区间[1,+∞)上单调递增,于是由a1≥1,得a2≥(a1+1)2-1≥22-1,进而得a3≥(a2+1)2-1≥24-1>23-1,

由此猜想:an≥2n-1.

下面用数学归纳法证明这个猜想:

①当n=1时,a1≥21-1=1,结论成立;

②假设n=k(k≥1且k∈N*)时结论成立,即ak≥2k-1,则当n=k+1时,由g(x)=(x+1)2-1在区间[1,+∞)上单调递增知,ak+1≥(ak+1)2-1≥22k-1≥2k+1-1,即n=k+1时,结论也成立.

由①②知,对任意n∈N*,都有an≥2n-1,

即1+an≥2n,∴,

+++…++++…+==1-()n<1.

【方法技巧】“归纳——猜想——证明”类问题的一般解题思路

通过观察有限个特例,猜想出一般性的结论,然后用数学归纳法证明.这种方法在解决探索性问题、存在性问题或与正整数有关的命题中有着广泛的应用,其关键是归纳、猜想出公式.

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