- 数学归纳法证明不等式
- 共359题
在数列中,
,且前
项的算术平均数等于第
项的
倍(
)。
(1)写出此数列的前5项; (2)归纳猜想的通项公式,并加以证明。
正确答案
(1)数列的前5项是:,
.(2)见解析.
(1)本小题根据题意可得,分别令n=2,3,4,5不难求解。
(2)由(1)中的前5项,不难归纳出,然后再采用数学归纳法进行证明。
要分两个步骤来进行:第一步验证:当n=1时,式子成立;
第二步:先假设n=k时,等式成立,再证明n=k+1时,等式也成立,在证明过程中必须要用上归纳假设。
(1)由已知,
,分别取
,
得,
,
,
,
所以数列的前5项是:,
.-----------4分
(2)由(1)中的分析可以猜想.————————————6分
下面用数学归纳法证明:
①当时,公式显然成立.
②假设当时成立,即
,那么由已知,
得,
即,
所以,即
,
又由归纳假设,得,
所以,即当
时,公式也成立.—————————10分
由①和②知,对一切,都有
成立.------------------12分
用数学归纳法证明1++
+…+
正确答案
1++
<2
由条件知n的第一个值为2,所以第一步应验证的不等式是1++
<2.
正确答案
(1),
;(2)见解析.
本试题主要考查了数列的归纳擦想以及数学归纳法的运用。
解:利用递推关系我们由首项依次可知得到:
(1) 并归纳猜想结论为
(2)证明
。
综上可知,对于所有的正整数n都成立。
已知,n∈N+,An=2n2,Bn=3n,试比较An与Bn的大小,
并加以证明.
正确答案
n∈N+时,An<Bn成立
当n=1时:A1=2,B1=3,有A1<B1;
当n=2时:A2=8,B2=9,有A2<B2;
当n=3时:A3=18,B3=27,有A3<B3.
由上可归纳出当n∈N+时,都有An<Bn.
下面用数学归纳法证明(下面只证n≥2时成立):
(1)当n=2时,由上可知不等式成立.
(2)假设n=k(k∈N+,且k≥1)时不等式成立,即2k2<3k,
则3k+1=3×3k=3k+3k+3k>2k2+2k2+2k2.
由于2k2≥4k (k≥2),2k2>2,
所以3k+1>2k2+2k2+2k2>2k2+4k+2=2(k+1)2,
这表明,当n=k+1时,不等式也成立.
综合(1)、(2)可知,n∈N+,n≥2时,都有An<Bn成立.
综上可知n∈N+时,An<Bn成立.
设数列的前
项和为
,且对任意
都有:
;
(1)求;
(2)猜想的表达式并证明.
正确答案
(1)
, 又
,
,
, (2)猜想
下面用数学归纳法证明(略)
试题分析:(1)
, 又
,
,
,
(2)猜想 下面用数学归纳法证明:
1°当n=1时,,猜想正确;
2°假设当n=k时,猜想正确,即,
那么,n=k+1时,由,猜想也成了,
综上知,对一切自然数n均成立。
点评:中档题,涉及数列中的关系,确定数列的特征,往往要建立两式,相减或相除等。利用数学归纳法证明问题,要注意其步骤规范,做好“两步一结”。
由下列不等式:,
,
,
,
,你能得到一个怎样的一般不等式?并加以证明.
正确答案
详见解析
试题分析:根据已知不等式猜想第n个不等式,然后利用数学归纳法证明即可.
试题解析:解:根据给出的几个不等式可以猜想第个不等式,即一般不等式为:
. 5分
用数学归纳法证明如下:
(1)当时,
,猜想成立; 6分
(2)假设当时,猜想成立,即
, 7分
则当时,
,
即当时,猜想也正确,所以对任意的
,不等式成立. .12分
用数学归纳法证明“12+22+32+…+n2=n(n+1)(2n+1)(n∈N*)”,当n=k+1时,应在n=k时的等式左边添加的项是________.
正确答案
(k+1)2
[12+22+…+k2+(k+1)2]-(12+22+…+k2)=(k+1)2
(本小题满分12分)函数数列满足:
,
(1)求;
(2)猜想的表达式,并证明你的结论.
正确答案
(1)
(2)猜想: 下面用数学归纳法证明:
见解析。
本试题主要是考查了数列的归纳猜想的数学思想的运用,以及运用数学归纳法来证明与自然数相关的命题的运用。注意n=k和n=k+1式子的变换,同时要用到假设,这是证明中最关键的 两步。
解:(1)
(2)猜想: 下面用数学归纳法证明:
①当n=1时,,已知,显然成立
②假设当时 ,猜想成立,即
, 则当
时,
即对时,猜想也成立,由①②可得
成立
已知数列,
,…,
,….S
为其前n项和,求S
、S
、S
、S
,推测S
公式,并用数学归纳法证明.
正确答案
S=
,S
=
,S
=
,S
=
。证明见解析
根据已知条件先求解前几项,然后归纳猜想得到结论,并运用数学归纳法分为两步骤来进行,注意要用到假设以及n=k,n=k+1之间的变化的综合运用。
解:S=
,S
=
,S
=
,S
=
,猜测S
=
(n∈N
)
①当n=1时,等式显然成立;
②假设当n=k时等式成立,即:S=
,
当n=k+1时,S=S
+
=
+
==
=
,
即n=k+1时等式也成立.综上①②,等式对任何n∈N都成立.
是否存在常数,使等式
对于一切
都成立?若不存在,说明理由;若存在,请用数学归纳法证明?
正确答案
,见解析.
本试题考查了抽象函数式的运用。若存在常数使等式成立,则将
代入上式可以得到a,b,的关系式,
得
,即有
然后证明对于一切
成立,运用数学归纳法可得。
解:若存在常数使等式成立,则将
代入上式,有
得,即有
对于一切
成立………4分
证明如下:
(1)当时,左边=
,右边=
,所以等式成立 …………6分
(2)假设时等式成立,即
当时,
=
=
=
==
也就是说,当时,等式成立, …………11分
综上所述,可知等式对任何都成立。 …………12分
若n为大于1的自然数,求证:.
正确答案
见解析
证明:(1)当n=2时,
(2)假设当n=k时成立,即
已知f(n)=(2n+7)·3n+9,存在自然数m,使得对任意n∈N,都能使m整除f(n),求m的最大值。
正确答案
m值等于36
∵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
用数学归纳法证明≥
n(a,b是非负实数,n∈N+)时,假设n
=k命题成立之后,证明n=k+1命题也成立的关键是________________.
正确答案
两边同乘以
要想办法出现ak+1+bk+1,两边同乘以,右边也出现了要证的
k+1.
给出四个等式:
(1)写出第个等式,并猜测第
(
)个等式;
(2)用数学归纳法证明你猜测的等式.
正确答案
(1)第个等式:
,第
个等式:
,第
个等式:
;(2)详见解析.
试题分析:(1)通过观察前4个等式的特征不难得到第个等式,同过归纳,也易猜测第
(
)个等式、不过这里涉及到正负号问题,这个问题经常通过
或
来调控;(2)首先要掌握好数学归纳法证题的规范、完整的证题步骤,而真正的难点和重点是由假设来推导第
步,这里要充分地利用假设,对于恒等式的证明在利用了假设以后就很容易推导出第
步,如何利用假设呢?就是要创造假设所具备的条件,那才会有假设所具有的结论,故有“凑假设”一说.
试题解析:(1)第个等式:
2分
第个等式:
4分
第个等式:
6分
(2)证明:(1)当时,左边
, 右边
,左边
右边,等式成立. 8分
(2)假设(
)时,等式成立,即
.
那么当时,
∴当时,等式也成立.
根据(1)、(2)可知,对于任何等式均成立. 14分
数列中,
,其前n项和
满足
,
(1)计算;
(2)猜想的表达式并用数学归纳法证明。
正确答案
(1) (2)见解析
本试题主要是考查数列的归纳猜想思想的运用,以及数学归纳法证明关于自然数的等式问题。
(1)因为数列中,
,其前n项和
满足
,,对n 令值得到前几项,然后猜想得到通项公式。
(2)根据猜想,运用数学归纳法来证明其正确性,注意推理中要用到假设。
…………4分
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