- 数学归纳法证明不等式
- 共359题
设关于正整数的函数
(1)求;
(2)是否存在常数使得
对一切自然数
都成立?并证明你的结论
正确答案
(1),
,
(2)根据数学归纳法思想,先利用特殊值来得到参数的a,b,c的值,然后对于解题的结果运用数学归纳法加以证明。
试题分析:解:(1),
,
3分
(2)假设存在a,b,c使题设的等式成立,这时,n=1,2,3得
6分
于是,对n=1,2,3下面等式成立:
8分
记
假设n=k时上式成立,即 10分
那么
也就是说,等式对n=k+1也成立 3分
综上所述,当a=3,b=11,c=10时,题设的等式对一切自然数n成立 14分
点评:主要是考查了运用数学归纳法证明与自然数相关的命题,以及归纳猜想思想的运用。属于中档题。
比较与
的大小
正确答案
当n=1时,<
; 当n=2时,
=
; 当n=3时,
>
;当n=4时,
=
;
当时,
<
当n=1时,<
; 当n=2时,
=
; 当n=3时,
>
;
当n=4时,=
; 当n=5时,
<
; 当n=6时,
<
猜想:当时,
<
…………………………………………………………6
下面下面用数学归纳法证明:
(1)当n=5时,由上面的探求可知猜想成立……………………………………..7分
(2)假设n=k()时猜想成立,即
………………………………..8分
则,
,当
时
,从而
所以当n=k+1时,猜想也成立…………………………………………………………13分
综合(1)(2),对猜想都成立…………………………………………………14分
是否存在常数a、b、c,使等式对一切正整数n都成立?证明你的结论
正确答案
从特殊入手,探求a、b、c的值,考虑到有3个未知数,先取n=1,2,3,列方程组求得,然后用数学归纳法对一切,等式都成立
把n=1,2,3代入得方程组,解得
,
猜想:等式对一切
都成立
下面用数学归纳法证明:(1)当n=1时,由上面的探求可知等式成立
(2)假设n=k时等式成立,即则
所以当n=k+1时,等式也成立
综合(1)(2),对等式都成立
【名师指引】这是一个探索性命题,“归纳——猜想——证明”是一个完整的发现问题和解决问题的思维模式
观察下列式子 , … … ,则可归纳出_______.
正确答案
观察左右式子结构可归纳出
(不等式选讲)
用数学归纳法证明不等式:(
且
)
正确答案
:略
: (1)当时,
成立;
(2)设时,
成立;
则当时,
由于当时,
,即:
则当时,
=
(1)若函数,且
当
且
时,
猜想
的表达式 .
(2)用反证法证明命题"若能被3整除,那么
中至少有一个能被3整除"时,假设应为 .
正确答案
(1)(2) 假设
都不能被3整除;
试题分析:(1)根据题意可知,
,
,所以依次类推,可猜想
;
(2)反证法的假设中,假设命题的结论不正确,即假设都不能被3整除.
用数学归纳法证明:
正确答案
通过两步(n=1,n=k+1)证明即可得出结论。
试题分析:解:当n=1时,等式左边为2,右边为2,左边等于右边,当n=k时,假设成立,可以得到(k+1)+(k+2)+…+(k+k)=
n=k+1时等式左边与n=k时的等式左边的差,即为n=k+1时等式左边增加的项,由题意,n=k时,等式左边=(k+1)+(k+2)+…+(k+k),n=k+1时,等式左边=(k+2)+(k+3)+…+(k+k+1)+(k+1+k+1),比较可得n=k+1时等式左边等于右边,进而综上可知,满足题意的所有正整数都成立,故证明。
点评:本题的考点是数学归纳法,主要考查数学归纳法的第二步,在假设的基础上,n=k+1时等式左边增加的项,关键是搞清n=k时,等式左边的规律,从而使问题得解
(12分)用数学归纳法证明等式对所以n∈N*均成立.
正确答案
用数学归纳法证明不等式“2n>n2+1对于n≥n0的自然数n都成立”时,第一步证明中的起始值n0应取为________.
正确答案
5
当n≤4时,2n≤n2+1;当n=5时,25=32>52+1=26,所以n0应取为5.
用数学归纳法证明:“”,在验证
时,左边计算的值=___.
正确答案
6
左边=1+2+3=6
用数学归纳法证明:“”,第一步在验证
时,左边应取的式子是____.
正确答案
左边=
数列满足
且
.
用数学归纳法证明:
;
正确答案
证明略
(1)①当n=2时,,不等式成立.
②假设当n=k时不等式成立,即
(
,
那么.
这就是说,当n=k+1时不等式成立.根据①②可知:对所有
成立.
(本题满分10分)设,是否存在整式
,使得
对n≥2的一切自然数都成立?并试用数学
归纳法证明你的结论.
正确答案
略
解:假设存在整式,使得
对n≥2的一切自然数都成立,则
当n=2时有,又∵
,∴
;
当n=3时有,又∵
,
∴;……, 猜想:g(n)=n(n≥2),
下面用数学归纳法加以证明:
(1)当n=2时,已经得到证明.
(2)假设当n=k(k≥2,k∈N)时,结论成立,即
存在g(k)=k,使得对k≥2的一切自然数都成立成立.则当n=k+1时,
,
又∵∴
,
∴,
∴当n=k+1时,命题成立.
由(1)(2)知,对一切n(n≥2,n∈N*)有=n,使得
都成立.
(本小题满分14分)
一种计算装置,有一数据入口点A和一个运算出口点B ,按照某种运算程序:
①当从A口输入自然数1时,从B口得到 ,记为
;
②当从A口输入自然数
时,在B口得到的结果
是前一个结果
的
倍;
试问:当从A口分别输入自然数2 ,3 ,4 时,从B口分别得到什么数?试猜想的关系式,并证明你的结论。
正确答案
,证明见解析。
由已知得
当时,
,
同理可得 ---------------------4分
猜想 -------------------6分
下面用数学归纳法证明成立
①当时,由上面的计算结果知
成立 ------8分
②假设时,
成立,即
,
那么当时,
即
当
时,
也成立 ---------------13分
综合①②所述,对 ,
成立。-----14分
(本小题满分14分)
已知函数为常数,数列
满足:
,
,
.
(1)当时,求数列
的通项公式;
(2)在(1)的条件下,证明对有:
;
(3)若,且对
,有
,证明:
.
正确答案
(1),
(2)可以用裂项法求和进而证明也可以用数学归纳法证明
(3)可以用基本不等式证明也可以用导数证明,还可以利用数列的单调性证明
试题分析:(1)当时,
,
两边取倒数,得, ……2分
故数列是以
为首项,为公差的等差数列,
,
,
. ……4分
(2)证法1:由(1)知,故对
……6分
所以
. ……9分
[证法2:①当n=1时,等式左边,等式右边
,左边=右边,等式成立; ……5分
②假设当时等式成立,
即,
则当时
这就是说当时,等式成立, ……8分
综①②知对于有:
. ……9分】
(3)当时,
则, ……10分
∵,
∴ ……11分
. ……13分
∵与
不能同时成立,∴上式“=”不成立,
即对,
. ……14分
【证法二:当时,
,
则 ……10分
又
……11分
令则
……12分
当所以函数
在
单调递减,故当
所以命题得证 ……14分】
【证法三:当时,
,
……11分
数列
单调递减,
,
所以命题得证 ……14分】
点评:本小题比较综合,既考查了数列的通项公式的求解,也考查了数列的前n项的求解,还考查了数列的性质的应用以及基本不等式、导数等的综合应用,难度较大,要求学生具有较高的分析问题、转化问题、解决问题的能力和运算求解能力.
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