- 数学归纳法
- 共357题
若不等式对一切正整数n都成立,求正整数的最大值,并用数学归纳法证明你的结论。
正确答案
解:当n=1时,,
即,即<26,
又∈N*,
∴取=25,
下面用数学归纳法证明:,
(1)当n=1时,已证。
(2)假设当n=k时,成立,
则当n=k+1时,有
,
∵,
∴成立;
由(1)、(2)可知,对一切n∈N*,都有不等式成立。
∴的最大值为25。
已知a,b为正数,n∈N*,证明不等式:≤
。
正确答案
证明:∵a,b为正数,∴不等式等价于
当a≥b时,a-b≥0,an≥bn,即bn-an≤0,∴(a-b)( bn-an)≤0,
当a<b时,a-b<0,an<bn,即bn-an>0,∴(a-b)( bn-an)<0,
因此≤0
即
∴原不等式成立。
用数学归纳法证明“(n+1)(n+2)…(n+n)=2n•1•2•…•(2n-1)”(n∈N+)时,从“n=k到n=k+1”时,左边应增添的式子是______.
正确答案
当n=k时,左边等于 (k+1)(k+2)…(k+k)=(k+1)(k+2)…(2k),
当n=k+1时,左边等于 (k+2)(k+3)…(k+k)(2k+1)(2k+2),
故从“k”到“k+1”的证明,左边需增添的代数式是 =2(2k+1),
故答案为:2(2k+1).
观察式子,…,则可归纳出
( )
正确答案
已知x>0,观察下列几个不等式:;
;
;
;……;归纳猜想一般的不等式为( )。
正确答案
已知函数f(x)=x2+x-1,α,β是方程f(x)=0的两个根(α>β),f'(x)是f(x)的导数,设a1=1,an+1=an-(n=1,2,…)。
(1)求α、β的值;
(2)证明:对任意的正整数n,都有an>α;
(3)记bn=ln(n=1,2,…),求数列{bn}的前n项和Sn。
正确答案
解:(1)由方程x2+x-1=0解得方程的根为
又∵α,β是方程的两个实根,且α>β
∴
(2)∵
∴
下面用数学归纳法证明当n≥1时,an-α>0成立
①当n=1时
命题成立;
②假设n=k(k≥1)时命题成立,即ak-α>0,
此时有ak>α>0
则当n=k+1时,
命题成立,根据数学归纳法可知,对任意的正整数n,有an-α>0。
(3)根据(2)同理可得,对任意的正整数n有
仍由(2)知,对任意的正整数n,
于是对任意的正整数n,
∴
∴
即数列{bn}是首项为b1,公比为2的等比数列,故数列{bn}前n项之和为
。
已知数列{an}中,a1=1,an+1=c-。
(1)设c=,bn=
,求数列{bn}的通项公式;
(2)求使不等式an<an+1<3成立的c的取值范围。
正确答案
解:(1)
,即
又
,故
所以是首项为
,公比为4的等比数列
,
;
(2)a1=1,a2=c-1,由a2>a1得c>2
用数学归纳法证明:当c>2时,an<an+1 (i)当n=1时,a2=c->a1,命题成立;
(ii)设当n=k时,ak<ak+1,则当n=k+1时
故由(i)(ii)知当c>2时,an<an+1当c>2时,令
由得an<α
当时,an<α≤3
当时,α>3,且1≤an<a,于是
当时,α-an+1<α-3,an+1>3
因此不符合要求
所以c的取值范围是。
已知a>0,数列{an}满足a1=a,an+1=a+,n=1,2,…。
(1)已知数列{an}极限存在且大于零,求A=(将A用a表示);
(2)设bn=an-A,n=1,2,…,证明:;
(3)若|bn|≤对n=1,2,…都成立,求a的取值范围。
正确答案
解:(1)由存在,且
,对
两边取极限得
,解得
又
∴。
(2)由得
∴
即对n=1,2,3,…都成立。
(3)令,得
∴
∴,解得
现证明当时,
对n=1,2,3,…都成立
(i)当n=1时结论成立(已验证)
(ii)假设当n=k(k≥1)时结论成立,即
那么
故只须证明,即证
对
成立
由于
而当时,
∴
∴,即
故当时,
即n=k+1时结论成立
根据(i)和(ii)可知结论对一切正整数都成立
故对n=1,2,3,…都成立的a的取值范围为
。
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)证明an<an+1<2,n∈N;
(2)求数列{an}的通项公式an。
正确答案
解:(1)用数学归纳法证明:
1°当n=1时,,
∴,命题正确;
2°假设n=k时有,
则n=k+1时,
而,
∴,
又,
∴n=k+1时命题正确;
由1°、2°知,对一切n∈N时有。
(2)下面来求数列的通项:,
所以,
令,
则,
又bn=-1,
所以,即
。
把正奇数列{2n-1}中的数按上小下大,左小右大的原则排列成如图“三角形”所示的数表。设是位于这个三角形数表中从上往下数第
行,从左向右数第
个数。
(1)若,求m,n的值;
(2)已知函数的反函数为
,若记三角形数表中从上往下数第n行各数的和为
。
①求数列的前n项的和
。
②令,设
的前n项之积为
,求证:
。
正确答案
解:(1)∵,
∴2009是正奇数列的第1005个数。
前m-1行共有个数,
前m行共有个数。
∴,解得m=45,
前44行共有个数,故n=15。
(2)①由,得
,
∵第n行第1个数为,
∴,
∴,
∴,
,
两式相减,得,
∴。
②,
∴,
即证:,
先证,
1°当n=1时,显然成立;
2°假设n=k时,,
则当n=k+1时,
,
即当n=k+1时,结论成立。
由1°,2°知,成立,
从而
,
即 得证。
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