- 数学归纳法证明不等式
- 共359题
是否存在常数a、b、c使等式12+22+32+…+n2+(n-1)2+…+22+12=an(bn2+c)对于一切n∈N*都成立,若存在,求出a、b、c并证明;若不存在,试说明理由.
正确答案
假设存在a、b、c使
12+22+32+…+n2+(n-1)2+…+22+12=an(bn2+c)
对于一切n∈N*都成立.
当n=1时,a(b+c)=1;
当n=2时,2a(4b+c)=6;
当n=3时,3a(9b+c)=19.
解方程组 解得
证明如下:
①当n=1时,由以上知存在常数a,b,c使等式成立.
②假设n=k(k∈N*)时等式成立,
即12+22+32+…+k2+(k-1)2+…+22+12
=k(2k2+1);
当n=k+1时,
12+22+32+…+k2+(k+1)2+k2+(k-1)2+…+22+12
=k(2k2+1)+(k+1)2+k2
=k(2k2+3k+1)+(k+1)2
=k(2k+1)(k+1)+(k+1)2
=(k+1)(2k2+4k+3)
=(k+1)[2(k+1)2+1].
即n=k+1时,等式成立.
因此存在a=,b=2,c=1,使等式对一切n∈N*都成立.
(12分)已知有如下等式:当
时,试猜想
的值,并用数学归纳法给予证明。
正确答案
,证明见解析
先猜想,然后再用数学归纳法进行证明.
证明时分两个步骤:第一步,先验证是当n=1时,等式是否成立;
第二步,假设n=k时,等式成立;再证明当n=k+1时,等式也成立,再证明时一定要用上归纳假设.否则证明无效
若,则对于
,
.
正确答案
略
用数学归纳法证明某命题时,左式为(n为正偶数),从“n=2k”到“n=2k+2”左边需增加的代数式为________.
正确答案
当n=2k时,左式为,
当n=2k+2时,左式为
所以增加的代数式为.
用数学归纳法证明:
正确答案
见解析
证明分两个步骤:一是先验证:当n=1时,等式成立;
二是先假设n=k时,原式成立。再证明当n=k+1时,等成也成立,再证明的过程中一定要用上n=k时的归纳假设
证明:⑴ 当时,左边
,右边
,即原式成立 ----4分
⑵ 假设当时,原式成立,即
----6分
当时,
即当时原式也成立,由⑴⑵可知,对任意
原等式都成立
已知x,y∈Z,n∈N*,设f(n)是不等式组表示的平面区域内可行解的个数,则f(1)=_______;f(2)=_______;f(n)=_______.
正确答案
1 3
画出可行域:当n=1时,可行域内的整点为(1,0),∴f(1)=1,
当n=2时,可行域内的整点为(1,0)、(2,0)、(1,1),∴f(2)=3,
由此可归纳出f(n)=1+2+3+…+n=
已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,Sn=n2an(n∈N*).
(1)试求出S1,S2,S3,S4,并猜想Sn的表达式;
(2)证明你的猜想,并求出an的表达式.
正确答案
(1)Sn=(n∈N*)(2)an=
(1)解 ∵an=Sn-Sn-1(n≥2)
∴Sn=n2(Sn-Sn-1),∴Sn=Sn-1(n≥2)
∵a1=1,∴S1=a1=1.
∴S2=,S3=
=
,S4=
,
猜想Sn=(n∈N*).
(2)证明 ①当n=1时,S1=1成立.
②假设n=k(k≥1,k∈N*)时,等式成立,即Sk=,
当n=k+1时,
Sk+1=(k+1)2·ak+1=ak+1+Sk=ak+1+,
∴ak+1=,
∴Sk+1=(k+1)2·ak+1==
,
∴n=k+1时等式也成立,得证.
∴根据①、②可知,对于任意n∈N*,等式均成立.
又∵ak+1=,∴an=
.
用数学归纳法证明,
正确答案
同证明
证明: 当
时,左边
,右边
,即原式成立
假设当
时,原式成立,即
当时,
即原式成立
从中得出的一般性结论是________
正确答案
观察归纳可知第n个等式左边是2n+1个数字之和,第一个数从n开始,右边是个奇数的完全平方数
请观察以下三个式子:
①;
②;
③,
归纳出一般的结论,并用数学归纳法证明之.
正确答案
证明:①当,左边=3,右边=3,
左边=右边
②假设当时,命题成立,
即
则当时
当
时命题成立,由(1)、(2)知,命题成立.
试题分析: 3分
证明:①当,左边=3,右边=3,
左边=右边
②假设当时,命题成立,
即
则当时
当
时命题成立,由(1)、(2)知,命题成立. 10分
点评:运用数学归纳法证明有关命题要注意以下几点:(1)数学归纳法的两步分别是数学归纳法的两个必要条件,二者缺一不可,两步均得以证明才具备了充分性。(2)第二步中,证明“当n=k+1时结论也正确”,必须利用归纳假设,即必须用上“当n=k(k∈N※,k≥n0)时结论正确”这一条件。
设函数对任意实数x 、y都有
,
(1)求的值;
(2)若,求
、
、
的值;
(3)在(2)的条件下,猜想的表达式,并用数学归纳法加以证明。
正确答案
(1)0 (2)4,9,16 (3)
试题分析:(1)令x=y=0得f(0+0)=f(0)+f(0)+2×0×0⇒f(0)=0
(2)f(1)=1, f(2)=f(1+1)=1+1+2=4 f(3)=f(2+1)=4+1+2×2×1=9 f(4)=f(3+1)=9+1+2×3×1=16
(3)猜想f(n)=,下用数学归纳法证明之.
当n=1时,f(1)=1满足条件
假设当n=k时成立,即f(k)=
则当n=k+1时f(k+1)=f(k)+f(1)+2k=+1+2k=(k+1)
从而可得当n=k+1时满足条件
对任意的正整数n,都有 f(n)=
点评:本题目主要考查了利用赋值法求解抽象函数的函数值,及数学归纳法在证明数学命题中的应用,及利用放缩法证明不等式等知识的综合.
用数学归纳法证明 (
)时,第一步应验证的不等式是 .
正确答案
解:用数学归纳法证明 (
)时,第一步应验证的不等式是
用数学归纳法证明1+
正确答案
1+
当n=2时,式子的左边等于1+
用数学归纳法证的过程中,当n=k到n=k+1时,左边所增加的项为________________
正确答案
略
用数学归纳法证明等式时,当
时左边表达式是 ;从
需增添的项的是 .
正确答案
当n=1时,左边的式子=1+2+3,从需增添的项的是
.
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