- 数学归纳法证明不等式
- 共359题
试证:当n为正整数时,f(n)=32n+2-8n-9能被64整除.
正确答案
证明略
证明 方法一 (1)当n=1时,f(1)=34-8-9=64,
命题显然成立.
(2)假设当n="k" (k≥1,k∈N*)时,
f(k)=32k+2-8k-9能被64整除.
由于32(k+1)+2-8(k+1)-9=9(32k+2-8k-9)+9·8k+9·9-8(k+1)-9=9(32k+2-8k-9)+64(k+1)
即f(k+1)=9f(k)+64(k+1)
∴n=k+1时命题也成立.
根据(1)(2)可知,对任意的n∈N*,命题都成立.
方法二 (1)当n=1时,f(1)=34-8-9=64,命题显然成立.
(2)假设当n="k" (k≥1,k∈N*)时,f(k)=32k+2-8k-9能被64整除.
由归纳假设,设32k+2-8k-9=64m(m为大于1的自然数),将32k+2=64m+8k+9代入到f(k+1)中得
f(k+1)=9(64m+8k+9)-8(k+1)-9=64(9m+k+1),
∴n=k+1时命题成立.
根据(1)(2)可知,对任意的n∈N*,命题都成立.
若不等式对一切正整数
都成立,求正整数
的最大值,并证明结论.
正确答案
的最大值等于25
当时,
,即
,
所以.
而是正整数,所以取
,下面用数学归纳法证明:
.
(1)当时,已证;
(2)假设当时,不等式成立,即
.
则当时,
有
.
因为,
所以,
所以.
所以当时不等式也成立.
由(1)(2)知,对一切正整数,都有
,
所以的最大值等于25.
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)-f(2k)
=1++
+…+
-(1+
+
+…+
)
=+
+…+
.
用数学归纳法证明: 的第二步中,当
时等式左边与
时的等式左边的差等于 .
正确答案
3k+2
试题分析:当时等式左边为
,而
时的等式左边为
,所以差为
已知等差数列{an}的公差d大于0,且a2,a5是方程x2-12x+27=0的两根,数列{bn}的前n项和为Tn,且Tn=1-.
(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)设数列{an}的前n项和为Sn,试比较与Sn+1的大小,并说明理由.
正确答案
(1)an=2n-1,bn=(2)n≥4时,
>Sn+1.
1)由已知得,
又∵{an}的公差大于0,∴a5>a2,∴a2=3,a5=9.
∴d= =
=2,a1=1.∴an="2n-1. " 2分
∵Tn=1-bn,∴b1=
,
当n≥2时,Tn-1=1-bn-1,
∴bn=Tn-Tn-1=1-bn-(1-
bn-1),
化简,得bn=bn-1,
∴{bn}是首项为,公比为
的等比数列,
即bn=·
=
, 4分
∴an=2n-1,bn=. 5分
(2)∵Sn==n2,
∴Sn+1=(n+1)2,=
. 6分
以下比较与Sn+1的大小:
当n=1时,=
,S2=4,∴
<S2,
当n=2时,=
,S3=9,∴
<S3,
当n=3时,=
,S4=16,∴
<S4,
当n=4时,=
,S5=25,∴
>S5.
猜想:n≥4时,>Sn+1. 8分
下面用数学归纳法证明:
①当n=4时,已证.
②假设当n="k" (k∈N*,k≥4)时,>Sk+1,即
>(k+1)2.
那么n=k+1时,
=
=3·
>3(k+1)2=3k2+6k+3
=(k2+4k+4)+2k2+2k-1>[(k+1)+1]2
=S(k+1)+1,
∴n=k+1时,>Sn+1也成立. 11分
由①②可知n∈N*,n≥4时,>Sn+1都成立. 14分
综上所述,当n=1,2,3时,<Sn+1,
当n≥4时,>Sn+1. 16分
已知f(n)=(2n+7)3n+9,存在自然数m,使得对任意正整数n,都能使m整除f(n),猜测出最大的m的值。并用数学归纳法证明你的猜测是正确的。
正确答案
m值等于36
本试题主要考查了归纳猜想的运用,以及数学归纳法的证明。
∵f(1)=36,f(2)=108=3×36,f(3)=360=10×36
∴f(1),f(2),f(3)能被36整除,猜想f(n)能被36整除
然后证明n=1,2时,由上得证,设n=k(k≥2)时,
f(k)=(2k+7)·3k+9能被36整除,则n=k+1时,
f(k+1)-f(k)=(2k+9)·3k+1-(2k+7)·3k=(6k+27)·3k-(2k+7)·3k
=(4k+20)·3k=36(k+5)·3k-2(k≥2) 证明得到。解析 ∵f(1)=36,f(2)=108=3×36,f(3)=360=10×36
∴f(1),f(2),f(3)能被36整除,猜想f(n)能被36整除
证明 n=1,2时,由上得证,设n=k(k≥2)时,
f(k)=(2k+7)·3k+9能被36整除,则n=k+1时,
f(k+1)-f(k)=(2k+9)·3k+1-(2k+7)·3k=(6k+27)·3k-(2k+7)·3k
=(4k+20)·3k=36(k+5)·3k-2(k≥2) f(k+1)能被36整除
∵f(1)不能被大于36的数整除,∴所求最大的m值等于36
已知是等差数列,
设
N+),
N+),问Pn与Qn哪一个大?并证明你的结论.
正确答案
;
;
;
当n=1,2,3时,
当 。
试题分析: 2分
4分
以下比较的大小
可验证得:n=1,2,3时, 5分
下用数学归纳法证明:当 9分
综上:当n=1,2,3时,
当 10分
点评:中档题,利用“归纳,猜想,证明”的方法,可以探求得到新的结论。利用数学归纳法及要证明,肯定结论的正确性。利用数学归纳法证明,要注意遵循“两步一结”。
用数学归纳法证明
正确答案
(1)当时,左边
右边,等式成立.
(2)假设当时,
等式成立,即
则当时,
由得
代入式,得
右边
即
这就是说,当时等式成立.
根据(1)、(2)可知,对任意,等式成立
在由假设时等式成立,推导当
时等式成立时,要灵活应用三角公式及其变形公式,本题中涉及到两个角的正切的乘积问题,联想到两角差的正切公式的变形公式:
,问题就会迎刃而解
用数学归纳法证明:(n+1)+ (n+2)+…+(n+n)=(n∈N*)的第二步中,当n=k+1时等式左边与n=k时的等式左边的差等于 .
正确答案
3k+2
n=k+1比n=k时左边变化的项为(2k+1)+(2k+2)-(k+1)=3k+2.
若,则对于
,
.
正确答案
+
+
试题分析:由题知=
,
=
+
+
+
=
+
+
+
,所以
=
+
+
+
.
求证:
正确答案
证明与自然数相关的命题一般可以采用数学归纳法来证明,分为两个步骤,来进行。
试题分析:证明(1)当时,左边=
,右边=
,等式成立. 3分
(2)假设当时,等式成立,即
6分
那么,当时,
这就是说,当时等式也成立. 13分
根据(1)和(2),可知等式对任何都成立. 14分
点评:解决的关键是正确的运用数学归纳法的思想来对于命题加以证明,属于基础题。
(本小题满分12分)
已知数列满足
,且
(
)。
(1) 求、
、
的值;
(2) 猜想数列的通项公式,并用数学归纳法加以证明。
正确答案
(1),
,
(2)有
成立。
解:(1)由题得,又
,
则,
,
…………3分
(2)猜想。 …………………………………5分
证明:①当时,
,故命题成立。
②假设当时命题成立,即
………………………………7分
则当时,
,
故命题也成立。 …………………………………11分
综上,对一切有
成立。 …………………………………12分
设f(n)=1+(n∈N*),则f(k+1)-f(k)=________.
正确答案
f(k+1)-f(k)=1+-
=
如图,在圆内:画1条弦,把圆分成2部分;画2条相交的弦,把圆分成4部分,画3条两两相交的弦,把圆最多分成7部分;…,画条两两相交的弦,把圆最多分成 部分.
正确答案
试题分析:设画条两两相交的弦把圆最多分成
部分,由已知条件归纳知:画
条两两相交的弦把圆最多分成
部分.所以
.
若,观察下列不等式:
,
,…,请你猜测
将满足的不等式,并用数学归纳法加以证明。
正确答案
将满足的不等式为,证明如下:
当
时,结论成立;
假设
时,结论成立,即
那么,当时,
显然,当时,结论成立。
由、
知对于大于
的整数
,
成立。
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