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题型:简答题
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简答题

已知:在数列{an}中,a1=7,

(1)请写出这个数列的前4项,并猜想这个数列的通项公式.

(2)请证明你猜想的通项公式的正确性.

正确答案

解:(1)由已知…(3分)

猜想:an=…(6分)

(2)由

两边取倒数得:⇔,⇔,…(9分)

⇔数列 {}是以=为首相,以为公差的等差数列,…(12分)

=+(n-1)=⇔a n=…(14分)

解析

解:(1)由已知…(3分)

猜想:an=…(6分)

(2)由

两边取倒数得:⇔,⇔,…(9分)

⇔数列 {}是以=为首相,以为公差的等差数列,…(12分)

=+(n-1)=⇔a n=…(14分)

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题型:简答题
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简答题

数列{2n-1}的前n项组成集合,从集合An中任取k(k=1,2,3,…,n)个数,其所有可能的k个数的乘积的和为Tk(若只取一个数,规定乘积为此数本身),记Sn=T1+T2+…+Tn.例如:当n=1时,A1={1},T1=1,S1=1;当n=2时,A2={1,3},T1=1+3,T2=1×3,S2=1+3+1×3=7.

(Ⅰ)求S3

(Ⅱ)猜想Sn,并用数学归纳法证明.

正确答案

解:(Ⅰ)当n=3时,A3={1,3,7},

T1=1+3+7=11,T2=1×3+1×7+3×7=31,T3=1×3×7=21,

所以S3=11+31+21=63.

(Ⅱ)由S1=1=21-1=1,S2=7=23-1,S3=63=26-1,

猜想 Sn=-1,下面证明:(1)易知n=1时成立.

(2)假设n=k时,Sn=Sk=-1,

则n=k+1时,Sk+1=T1+T2+T3+…+Tk+1

=[T1′+(2k+1-1)]+[T2′+(2k+1-1)T1′]+[T3′+(2k+1-1)T2′]+…+[Tk′+(2k+1-1)]

(其中Ti′,i=1,2,…,k,为n=k时可能的k个数的乘积的和为Tk),

=( T1′+T2′+T3′+…+Tk′)+(2k+1-1)+(2k+1-1)( T1′+T2′+T3′+…+Tk′)

=Sk+(2k+1-1)+(2k+1-1)Sk =2k+1 )+(2k+1-1)

=2k+1=-1,即n=k时,

Sk+1=-1也成立,

综合(1)(2)知对n∈N*,Sn=-1成立.

所以,Sn=-1.

解析

解:(Ⅰ)当n=3时,A3={1,3,7},

T1=1+3+7=11,T2=1×3+1×7+3×7=31,T3=1×3×7=21,

所以S3=11+31+21=63.

(Ⅱ)由S1=1=21-1=1,S2=7=23-1,S3=63=26-1,

猜想 Sn=-1,下面证明:(1)易知n=1时成立.

(2)假设n=k时,Sn=Sk=-1,

则n=k+1时,Sk+1=T1+T2+T3+…+Tk+1

=[T1′+(2k+1-1)]+[T2′+(2k+1-1)T1′]+[T3′+(2k+1-1)T2′]+…+[Tk′+(2k+1-1)]

(其中Ti′,i=1,2,…,k,为n=k时可能的k个数的乘积的和为Tk),

=( T1′+T2′+T3′+…+Tk′)+(2k+1-1)+(2k+1-1)( T1′+T2′+T3′+…+Tk′)

=Sk+(2k+1-1)+(2k+1-1)Sk =2k+1 )+(2k+1-1)

=2k+1=-1,即n=k时,

Sk+1=-1也成立,

综合(1)(2)知对n∈N*,Sn=-1成立.

所以,Sn=-1.

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题型: 单选题
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单选题

如果命题P(n)对于n=1成立,同时,如果n=k成立,那么对于n=k+2也成立.这样,下述结论中正确的是(  )

AP(n)对于所有的自然数n成立

BP(n)对于所有的正奇数n成立

CP(n)对于所有的正偶数n成立

DP(n)对于所有大于3的自然数n成立

正确答案

B

解析

解:∵命题P(n)对于n=1成立,同时,如果n=k成立,那么对于n=k+2也成立.

这样,k=1时P(1)成立,可得k=3时P(3)成立,…,依此类推可得:P(n)对于所有的正奇数n成立.

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

用数学归纳法证明1-+-+…+-=++…+,则当n=k+1时,左端应在n=k的基础上加上(  )

A

B-

C-

D+

正确答案

C

解析

解:∵用数学归纳法证明1-+-+…+-=++…+

n=k时,则1-+-+…+-=

当n=k+1时,左侧=1-+-+…+-+

所以当n=k+1时,左端应在n=k的基础上加上

故选C.

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题型:填空题
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填空题

用数学归纳法证明1+++…+<n(n>1,n∈N*),在验证n=2成立时,左式是

______

正确答案

1++

解析

解:由题意,n=2时,左式是1++

故答案为:1++

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题型: 单选题
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单选题

利用数学归纳法证明不等式(n>1,nN*)的过程中,用n=k+1时左边的代数式减去n=k时左边的代数式的结果为(  )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解:当n=k时,左边的代数式为

 当n=k+1时,左边的代数式为  +

故用n=k+1时左边的代数式减去n=k时左边的代数式的结果为 -=

故选  C.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}是由正数组成的等差数列,Sn是其前n项的和,并且a3=5,a4S2=28.

(I)求数列{an}的通项公式;

(Ⅱ)证明:不等式对一切n∈N均成立.

正确答案

解:(I)设数列{an}的公差为d,由已知得…(2分)

∴(5+d)(10-3d)=28,

∴3d2+5d-22=0,

解之得d=2或

∵数列{an}各项均正,∴d=2,∴a1=1.

∴an=2n-1.…(5分)

证明:(Ⅱ)∵n∈N,

∴只需证明成立.…(7分)

(i)当n=1时,左=2,右=2,∴不等式成立.…(8分)

(ii)假设当n=k时不等式成立,即

那么当n=k+1时,…(10分)

以下只需证明

即只需证明.…(11分)

=

综合(i)(ii)知,不等式对于n∈N都成立.…(12分)

解析

解:(I)设数列{an}的公差为d,由已知得…(2分)

∴(5+d)(10-3d)=28,

∴3d2+5d-22=0,

解之得d=2或

∵数列{an}各项均正,∴d=2,∴a1=1.

∴an=2n-1.…(5分)

证明:(Ⅱ)∵n∈N,

∴只需证明成立.…(7分)

(i)当n=1时,左=2,右=2,∴不等式成立.…(8分)

(ii)假设当n=k时不等式成立,即

那么当n=k+1时,…(10分)

以下只需证明

即只需证明.…(11分)

=

综合(i)(ii)知,不等式对于n∈N都成立.…(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}满足an+1=-an2+pan(p∈R),且a1∈(0,2).试猜想p的最小值,使得an∈(0,2)对n∈N*恒成立,并给出证明.

正确答案

解:当n=1时,a2=-a12+pa1=a1(-a1+p),因为a1∈(0,2),所以欲a2∈(0,2)恒成立,

则要恒成立,解得2≤p<2,由此猜想p的最小值为2.(4分)

因为p≥2,所以要证该猜想成立,只要证:当p=2时,an∈(0,2)对n∈N*恒成立.(5分)

现用数学归纳法证明之:

①当n=1时结论显然成立.(6分)

②假设当n=k时结论成立,即ak∈(0,2),

则当n=k+1时,ak+1=-ak2+2ak=ak(2-ak),

一方面,ak+1=ak(2-ak)>0成立,(8分)

另一方面,ak+1=ak(2-ak)=-(ak-1)2+1≤1<2,所以ak+1∈(0,2),

即当n=k+1时结论也成立.(9分)

由①、②可知,猜想成立,即p的最小值为2.(10分)

解析

解:当n=1时,a2=-a12+pa1=a1(-a1+p),因为a1∈(0,2),所以欲a2∈(0,2)恒成立,

则要恒成立,解得2≤p<2,由此猜想p的最小值为2.(4分)

因为p≥2,所以要证该猜想成立,只要证:当p=2时,an∈(0,2)对n∈N*恒成立.(5分)

现用数学归纳法证明之:

①当n=1时结论显然成立.(6分)

②假设当n=k时结论成立,即ak∈(0,2),

则当n=k+1时,ak+1=-ak2+2ak=ak(2-ak),

一方面,ak+1=ak(2-ak)>0成立,(8分)

另一方面,ak+1=ak(2-ak)=-(ak-1)2+1≤1<2,所以ak+1∈(0,2),

即当n=k+1时结论也成立.(9分)

由①、②可知,猜想成立,即p的最小值为2.(10分)

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题型:简答题
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简答题

用数学归纳法证明:

(1)首项是a1,公差是d的等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d,前n项和的公式Sn=na1+d;

(2)首项是a1,公比是q的等比数列的通项公式是an=a1qn-1,前n项和的公式是Sn=(q≠1).

正确答案

证明:(1)①证明等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d:

1)n=1时,显然成立;

2)假设n=k时成立,即:ak=a1+(k-1)d;

∴ak+1=ak+d=a1+(k-1)d+d=a1+kd;

即n=k+1时通项公式成立;

∴综上得等差数列的通项公式为an=a1+(n-1)d成立;

②证明等差数列的前n项和公式为

1)n=1时,显然成立;

2)假设n=k时成立,即:

∴Sk+1=Sk+ak+1==

∴n=k+1时成立;

∴综上得等差数列的前n项和公式为成立;

(2)①证明等比数列的通项公式为

1)n=1时显然成立;

2)假设n=k时成立,即:

即n=k+1时成立;

综上得等比数列的通项公式为成立;

②证明等比数列的前n项和公式为

1)n=1时,显然成立;

2)假设n=k时成立,即:

=

∴n=k+1是成立;

∴综上得等比数列的前n项和公式为成立.

解析

证明:(1)①证明等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d:

1)n=1时,显然成立;

2)假设n=k时成立,即:ak=a1+(k-1)d;

∴ak+1=ak+d=a1+(k-1)d+d=a1+kd;

即n=k+1时通项公式成立;

∴综上得等差数列的通项公式为an=a1+(n-1)d成立;

②证明等差数列的前n项和公式为

1)n=1时,显然成立;

2)假设n=k时成立,即:

∴Sk+1=Sk+ak+1==

∴n=k+1时成立;

∴综上得等差数列的前n项和公式为成立;

(2)①证明等比数列的通项公式为

1)n=1时显然成立;

2)假设n=k时成立,即:

即n=k+1时成立;

综上得等比数列的通项公式为成立;

②证明等比数列的前n项和公式为

1)n=1时,显然成立;

2)假设n=k时成立,即:

=

∴n=k+1是成立;

∴综上得等比数列的前n项和公式为成立.

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题型: 单选题
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单选题

用数学归纳法证明:1+2+22+…2n-1=2n-1(n∈N)的过程中,第二步假设当n=k时等式成立,则当n=k+1时应得到(  )

A1+2+22+…+2k-2+2k+1-1

B1+2+22+…+2k+2k+1=2k-1+2k+1

C1+2+22+…+2k-1+2k+1=2k+1-1

D1+2+22+…+2k-1+2k=2k-1+2k

正确答案

D

解析

解:∵将式子:1+2+22+…2n-1=2n-1中n用k+1替换得:

当n=k+1时,有1+2+22+…+2k-1+2k=2k-1+2k故选D.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}满足:a1=,且an+1=(n∈N*).

(1)求++…+的值;

(2)设bn=(n∈N*),用数学归纳法证明:b1b2b3…bn<2.

正确答案

(1)解:∵an+1=

-1=-1),

∵a1=

∴{-1}是以-为首项,为公比的等比数列,

-1=-

=1-

++…+=n-=n-(1-);

(2)证明:n=1时,b1=a1=<2,满足题意;

设n=k时,结论成立,即b1b2b3…bk<2

则n=k+1时,b1b2b3…bk+1<2bk+1=2×

由(1)知,=1-<1,∴0<<1,

∴b1b2b3…bk+1<2,

由(1)(2)可知b1b2b3…bn<2.

解析

(1)解:∵an+1=

-1=-1),

∵a1=

∴{-1}是以-为首项,为公比的等比数列,

-1=-

=1-

++…+=n-=n-(1-);

(2)证明:n=1时,b1=a1=<2,满足题意;

设n=k时,结论成立,即b1b2b3…bk<2

则n=k+1时,b1b2b3…bk+1<2bk+1=2×

由(1)知,=1-<1,∴0<<1,

∴b1b2b3…bk+1<2,

由(1)(2)可知b1b2b3…bn<2.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an},满足a2=6,(n∈N*),

(1)求a1,a3,a4,a5的值;

(2)猜想数列{an}的通项公式an,并用数学归纳法证明;

(3)己知,设,记sn=b1+b2+b3+…+bn,求

正确答案

解:(1)∵a2=6,

,∴a1=1,

,∴a3=15,

,∴a4=28,

,∴a5=45;

(2)由(1)知,an=n(2n-1),证明如下:

①n=1时,a1=1成立;

②假设n=k时,猜想成立,即ak=k(2k-1),则

n=k+1时,,∴ak+1=(k+1)(2k+1),

即n=k+1时,猜想成立.

由①②可知an=n(2n-1).

(3)=

∴Sn=b1+b2+b3+…+bn=++…+

Sn=+…++

两式相减可得Sn=++…+-

∴Sn=3-

=3.

解析

解:(1)∵a2=6,

,∴a1=1,

,∴a3=15,

,∴a4=28,

,∴a5=45;

(2)由(1)知,an=n(2n-1),证明如下:

①n=1时,a1=1成立;

②假设n=k时,猜想成立,即ak=k(2k-1),则

n=k+1时,,∴ak+1=(k+1)(2k+1),

即n=k+1时,猜想成立.

由①②可知an=n(2n-1).

(3)=

∴Sn=b1+b2+b3+…+bn=++…+

Sn=+…++

两式相减可得Sn=++…+-

∴Sn=3-

=3.

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题型:简答题
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简答题

请观察以下三个式子:

①1×3=

②1×3+2×4=

③1×3+2×4+3×5=

归纳出一般的结论,并用数学归纳法证明之.

正确答案

解:由于所给的等式的左边,是两两自然数的积再求和的形式,右边是一个分式,分母是6,分子是三个自然数的积,注意自然数与序号之间的关系,所以,猜想:1×3+2×4+3×5+…+n(n+2)=---------(4分)

证明:(1)当n=1时,左边=3,右边=3,等式成立.

(2)假设当n=k时,等式成立,即1×3+2×4+3×5+…+k(k+2)=------------(6分)

那么,当n=k+1时,1×3+2×4+3×5+…+k(k+2)+(k+1)(k+3)

=+(k+1)(k+3)

=(2k2+7k+6k+18)=(2k2+13k+18)=

就是说,当 n=k+1时等式也成立.----------------------(13分)

综上所述,对任何n∈N+都成立.----------------------(14分)

解析

解:由于所给的等式的左边,是两两自然数的积再求和的形式,右边是一个分式,分母是6,分子是三个自然数的积,注意自然数与序号之间的关系,所以,猜想:1×3+2×4+3×5+…+n(n+2)=---------(4分)

证明:(1)当n=1时,左边=3,右边=3,等式成立.

(2)假设当n=k时,等式成立,即1×3+2×4+3×5+…+k(k+2)=------------(6分)

那么,当n=k+1时,1×3+2×4+3×5+…+k(k+2)+(k+1)(k+3)

=+(k+1)(k+3)

=(2k2+7k+6k+18)=(2k2+13k+18)=

就是说,当 n=k+1时等式也成立.----------------------(13分)

综上所述,对任何n∈N+都成立.----------------------(14分)

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题型:简答题
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简答题

已知a<b,且a2-a-6=0,b2-b-6=0,数列{an}、{bn}满足a1=1,a2=-6a,

(1)求证数列{bn}是等比数列;

(2)求数列{an}的通项公式an

(3)若{cn}满足c1=1,c2=5,,试用数学归纳法证明:

正确答案

证明(1)∵a<b,a2-a-6=0,b2-b-6=0,

∴a=-2,b=3,a2=12.

∴bn+1=an+2-3an+1

=6an+1-9an+1-3an+1

=3(an+1-3an

=3bn (n∈N*).

又b1=a2-3a1=9,

∴数列{bn}是公比为3,首项为b1的等比数列.

(2)依据(1)可以,得bn=3n+1(n∈N*).

于是,有an+1-3an=3n+1(n∈N*),即=1,(n∈N*).

因此,数列{}是首项为=,公差为1的等差数列.

所以数列{an}的通项公式是an=(3n-2)•3n-1(n∈N*).

(3)用数学归纳法证明:

(i)当n=2时,左边:cn+acn-1=c2-2c1=3,

右边:

即左边=右边,所以当n=2时结论成立.

(ii)假设当n=k.(k≥2,k∈N*)时,结论成立,即

当n=k+1时,左边=ck+1+ack

=5ck-6ck-1-2ck

=3(ck-2ck-1)=

右边=

即左边=右边,因此,当n=k+1时,结论也成立.

根据(i)、(ii)可以断定,

cn+acn-1=对n≥2的正整数都成立.

解析

证明(1)∵a<b,a2-a-6=0,b2-b-6=0,

∴a=-2,b=3,a2=12.

∴bn+1=an+2-3an+1

=6an+1-9an+1-3an+1

=3(an+1-3an

=3bn (n∈N*).

又b1=a2-3a1=9,

∴数列{bn}是公比为3,首项为b1的等比数列.

(2)依据(1)可以,得bn=3n+1(n∈N*).

于是,有an+1-3an=3n+1(n∈N*),即=1,(n∈N*).

因此,数列{}是首项为=,公差为1的等差数列.

所以数列{an}的通项公式是an=(3n-2)•3n-1(n∈N*).

(3)用数学归纳法证明:

(i)当n=2时,左边:cn+acn-1=c2-2c1=3,

右边:

即左边=右边,所以当n=2时结论成立.

(ii)假设当n=k.(k≥2,k∈N*)时,结论成立,即

当n=k+1时,左边=ck+1+ack

=5ck-6ck-1-2ck

=3(ck-2ck-1)=

右边=

即左边=右边,因此,当n=k+1时,结论也成立.

根据(i)、(ii)可以断定,

cn+acn-1=对n≥2的正整数都成立.

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题型:填空题
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填空题

用数学归纳法证明等式:(a≠1,n∈N*),验证n=1时,等式左边=______

正确答案

1+a+a2

解析

解:用数学归纳法证明:“1+a+a2+…+an+1=(a≠1)”时,

在验证n=1时,把当n=1代入,

左端=1+a+a2

故答案为:1+a+a2

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