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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}满足:

(1)若a=-1,求数列{an}的通项公式;

(2)若a=3,试证明:对∀n∈N*,an是4的倍数.

正确答案

(1)解:a=-1时,

令bn=an-1,则

∵b1=-5为奇数,bn也是奇数且只能为-1

,即

(2)证明:a=3时,

①n=1时,a1=-4,命题成立;

②设n=k时,命题成立,则存在t∈N*,使得ak=4t

=34t-1+1=27•(4-1)4(t-1)+1

∵(4-1)4(t-1)=+…+4+1=4m+1,m∈Z

=27•(4m+1)+1=4(27m+7)

∴n=k+1时,命题成立

由①②可知,对∀n∈N*,an是4的倍数.

解析

(1)解:a=-1时,

令bn=an-1,则

∵b1=-5为奇数,bn也是奇数且只能为-1

,即

(2)证明:a=3时,

①n=1时,a1=-4,命题成立;

②设n=k时,命题成立,则存在t∈N*,使得ak=4t

=34t-1+1=27•(4-1)4(t-1)+1

∵(4-1)4(t-1)=+…+4+1=4m+1,m∈Z

=27•(4m+1)+1=4(27m+7)

∴n=k+1时,命题成立

由①②可知,对∀n∈N*,an是4的倍数.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}的前n项和Sn=1-nan(n∈N*

(1)计算a1,a2,a3,a4

(2)猜想an的表达式,并用数学归纳法证明你的结论.

正确答案

解:(1)计算得

(2)猜测:.下面用数学归纳法证明

①当n=1时,猜想显然成立.

②假设n=k(k∈N*)时,猜想成立,

那么,当n=k+1时,Sk+1=1-(k+1)ak+1

即Sk+ak+1=1-(k+1)ak+1

所以

从而

即n=k+1时,猜想也成立.

故由①和②,可知猜想成立.

解析

解:(1)计算得

(2)猜测:.下面用数学归纳法证明

①当n=1时,猜想显然成立.

②假设n=k(k∈N*)时,猜想成立,

那么,当n=k+1时,Sk+1=1-(k+1)ak+1

即Sk+ak+1=1-(k+1)ak+1

所以

从而

即n=k+1时,猜想也成立.

故由①和②,可知猜想成立.

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简答题

已知,用数学归纳法证明:n∈N*时,an<1.

正确答案

解:利用数学归纳法证明.

①当n=1时,a1=<1;

②假设n=k时,不等式成立,即

那么n=k+1时,=<1.

这就是说,n=k+1时,不等式也成立.

所以,对于n∈N*时,an<1成立.

解析

解:利用数学归纳法证明.

①当n=1时,a1=<1;

②假设n=k时,不等式成立,即

那么n=k+1时,=<1.

这就是说,n=k+1时,不等式也成立.

所以,对于n∈N*时,an<1成立.

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题型:简答题
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简答题

某同学在一次研究性学习中发现,以下五个式子的值都等于同一个常数:

①cos213°+cos273°-cos13°cos73°;

②cos215°+cos275°-cos15°cos75°;

③cos240°+cos2100°-cos40°cos100°;

④cos2(-30°)+cos230°-cos(-30°)cos30°;

⑤cos2(-12°)+cos248°-cos(-12°)cos48°.

(1)试从上述五个式子中选择一个,求出这个常数;

(2)根据(1)的计算结果,将该同学的发现推广为三角恒等式,并证明你的结论.

正确答案

解:(1)对于①式,原式=cos213°+cos273°-cos13°cos(60°+13°)

=cos213°+cos273°-cos13°(

=+cos273°

=

=+

=-

=

=

(2)根据式子特点猜想:cos2α+cos2(α+60°)-cosαcos(α+60°)=

证明:原式左边=cos2α+(cosαcos60°-sinαsin60°)2-cosα(cosαcos60°-sinαsin60°)

=cos2α+-2×+-

=+-

=

=

解析

解:(1)对于①式,原式=cos213°+cos273°-cos13°cos(60°+13°)

=cos213°+cos273°-cos13°(

=+cos273°

=

=+

=-

=

=

(2)根据式子特点猜想:cos2α+cos2(α+60°)-cosαcos(α+60°)=

证明:原式左边=cos2α+(cosαcos60°-sinαsin60°)2-cosα(cosαcos60°-sinαsin60°)

=cos2α+-2×+-

=+-

=

=

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题型:简答题
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简答题

设S1=12,S2=12+22+12,S3=12+22+32+22+12,…,

Sn=12+22+32+…+n2+…+32+22+12,…

用数学归纳法证明:公式对所有的正整数n都成立.

正确答案

证明:因为Sn=12+22+32+…+n2+…+32+22+12,即要证明

12+22+32+…+n2+…+32+22+12=,(A)

(Ⅰ)当n=1,左边=1,右=,故(A)式成立

(Ⅱ)假设当n=k时,(A)式成立,即

12+22+32+…+k2+…+32+22+12=

现设n=k+1,在上式两边都加上(k+1)2+k2,得

12+22+32+…+k2+(k+1)2+k2+…+32+22+12=+(k+1)2+k2

=

=

=

=

即证得当n=k+1时(A)式也成立根据(Ⅰ)和(Ⅱ),

(A)式对所有的正整数n都成立,即证得

解析

证明:因为Sn=12+22+32+…+n2+…+32+22+12,即要证明

12+22+32+…+n2+…+32+22+12=,(A)

(Ⅰ)当n=1,左边=1,右=,故(A)式成立

(Ⅱ)假设当n=k时,(A)式成立,即

12+22+32+…+k2+…+32+22+12=

现设n=k+1,在上式两边都加上(k+1)2+k2,得

12+22+32+…+k2+(k+1)2+k2+…+32+22+12=+(k+1)2+k2

=

=

=

=

即证得当n=k+1时(A)式也成立根据(Ⅰ)和(Ⅱ),

(A)式对所有的正整数n都成立,即证得

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}中,Sn为该数列的前n项和,且Sn+1=an(1-an+1)+Sn

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)若不等式对一切正整数n都成立,求正整数a的最大值,并证明结论.

正确答案

解:(1)依题意作图如下:

∵图中x轴下方的等腰直角三角形与x轴上方、直线x=4及直线y=x-2组成的等腰直角三角形全等,

∴a1=dx=×|=

∵Sn+1=an(1-an+1)+Sn

∴an+1=an-an•an+1

-=1,又a1=,故=2,

,∴{}是首项为2,公差为1的等差数列,

=2+(n-1)×1=n+1,

.∴

(2)当n=1时,++,即

所以a<26,而a是正整数,

所以取a=25,下面用数学归纳法证明:++…+

(1)当n=1时,已证;

(2)假设当n=k时,不等式成立,即++…+

则当n=k+1时,

++…+

=++…++++-

+[+-].

因为+=

所以+->0.

所以当n=k+1时不等式也成立.

由(1)(2)知,对一切正整数n,都有:++…+

所以a的最大值等于25.

解析

解:(1)依题意作图如下:

∵图中x轴下方的等腰直角三角形与x轴上方、直线x=4及直线y=x-2组成的等腰直角三角形全等,

∴a1=dx=×|=

∵Sn+1=an(1-an+1)+Sn

∴an+1=an-an•an+1

-=1,又a1=,故=2,

,∴{}是首项为2,公差为1的等差数列,

=2+(n-1)×1=n+1,

.∴

(2)当n=1时,++,即

所以a<26,而a是正整数,

所以取a=25,下面用数学归纳法证明:++…+

(1)当n=1时,已证;

(2)假设当n=k时,不等式成立,即++…+

则当n=k+1时,

++…+

=++…++++-

+[+-].

因为+=

所以+->0.

所以当n=k+1时不等式也成立.

由(1)(2)知,对一切正整数n,都有:++…+

所以a的最大值等于25.

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题型:简答题
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简答题

设an=1+++…+(n∈N*),是否存在一次函数g(x),使得a1+a2+a3+…+an-1=g(n)(an-1)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

解:假设存在一次函数g(x)=kx+b(k≠0),使得a1+a2+a3+…+an-1=g(n)(an-1)对n≥2的一切自然数都成立,

则当n=2时有,a1=g(2)(a2-1),又∵,∴g(2)=2即2k+b=2…①.

当n=3时有,a1+a2=g(3)(a3-1),又∵,∴g(3)=3,即3k+b=3…②,

由①②可得k=1,b=0,

所以猜想:g(x)=x,…(5分)

下面用数学归纳法加以证明:

(1)当n=2时,已经得到证明;…(6分)

(2)假设当n=k(k≥2,k∈N)时,结论成立,即存在g(k)=k,使得a1+a2+a3+…+ak-1=g(k)(ak-1)对k≥2的一切自然数都成立,则

当n=k+1时,a1+a2+a3+…+ak=(a1+a2+a3+…+ak-1)+ak=k(ak-1)+ak=(k+1)ak-k,…(8分)

又∵

∴ak=ak+1-

∴当n=k+1时,命题成立.…(11分)

由(1)(2)知,对一切n,(n≥2,n∈N*)有g(n)=n,使得a1+a2+a3+…+an-1=g(n)(an-1)都成立.…(12分)

解析

解:假设存在一次函数g(x)=kx+b(k≠0),使得a1+a2+a3+…+an-1=g(n)(an-1)对n≥2的一切自然数都成立,

则当n=2时有,a1=g(2)(a2-1),又∵,∴g(2)=2即2k+b=2…①.

当n=3时有,a1+a2=g(3)(a3-1),又∵,∴g(3)=3,即3k+b=3…②,

由①②可得k=1,b=0,

所以猜想:g(x)=x,…(5分)

下面用数学归纳法加以证明:

(1)当n=2时,已经得到证明;…(6分)

(2)假设当n=k(k≥2,k∈N)时,结论成立,即存在g(k)=k,使得a1+a2+a3+…+ak-1=g(k)(ak-1)对k≥2的一切自然数都成立,则

当n=k+1时,a1+a2+a3+…+ak=(a1+a2+a3+…+ak-1)+ak=k(ak-1)+ak=(k+1)ak-k,…(8分)

又∵

∴ak=ak+1-

∴当n=k+1时,命题成立.…(11分)

由(1)(2)知,对一切n,(n≥2,n∈N*)有g(n)=n,使得a1+a2+a3+…+an-1=g(n)(an-1)都成立.…(12分)

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题型:填空题
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填空题

用数学归纳法证明:

正确答案

解析

证明:①当n=1时,左边=<1成立;

②假设当n=k时,结论成立,即

那么n=k+1时,左边==

∴n=k+1时,结论成立

综上,由①②可知成立.

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题型:填空题
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填空题

用数学归纳法证明的过程中,由n=k变到n=k+1时,左边总共增加了______ 项.

正确答案

2k+1

解析

解:当n=k时,等式左端=1+2++k2

当n=k+1时,等式左端=1+2++k2+(k2+1)+(k2+2)+(k2+3)+…+(k+1)2

所以增加的项数为:(k+1)2-(k2+1)+1=2k+1

即增加了2k+1项.

故答案为:2k+1.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•合肥校级月考)已知f(x)是定义在R上的不恒为零的函数,且对任意的a,b∈R都满足:f(a•b)=af(b)+bf(a),若f(2)=2,Un=f(2n)(n∈N*

(1)求Ul,U2,U3的值.     

(2)求证:Un+1>Un

正确答案

(1)解:令a=2,b=2n-1(n∈N*),

当n=1时,

当n=2时,

当n=3时,

∴U1=2,U2=8,U3=24;

(2)由(1)猜测f(2n)=n×2n(n∈N*).

用数学归纳法证明如下:

①当n=1时,f(2)=1×2,结论成立;

②假设n=k时结论成立,即f(2k)=k×2k

当n=k+1时,f(2k+1)=f(2×2k)=2f(2k)+2kf(2)=2×k×2k+2k×2=k×2k+1+2k+1=(k+1)×2k+1

∴n=k+1时,结论成立.

由①②可知,对n∈N*

f(2n)=n×2n

要证明Un+1>Un,只需证明

∴Un+1>Un

解析

(1)解:令a=2,b=2n-1(n∈N*),

当n=1时,

当n=2时,

当n=3时,

∴U1=2,U2=8,U3=24;

(2)由(1)猜测f(2n)=n×2n(n∈N*).

用数学归纳法证明如下:

①当n=1时,f(2)=1×2,结论成立;

②假设n=k时结论成立,即f(2k)=k×2k

当n=k+1时,f(2k+1)=f(2×2k)=2f(2k)+2kf(2)=2×k×2k+2k×2=k×2k+1+2k+1=(k+1)×2k+1

∴n=k+1时,结论成立.

由①②可知,对n∈N*

f(2n)=n×2n

要证明Un+1>Un,只需证明

∴Un+1>Un

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题型:简答题
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简答题

现有三种卡片:一种写有数字1,一种写有数字10,一种写有数字100,从上述三种卡片中选择若干张,使得这些卡片上的数字这和为m.

(1)当m=100,试求相应的选法种数;

(2)对于正整数n,数字总和为100n对应的选法种数为an,试用数学归纳法猜想并证明an

正确答案

解:(1)分类讨论,只取数字1或10或100时,共3种;取1和10,可分为1个10,2个10,…9个10,共9种

∴相应的选法种数为3+9=12种;

(2)当数字和为200时,只取数字1或10或100时,共3种;取1和10,可分为1个10,2个10,…19个10,共19种;取1和100,即100个1和1个100,共1种;取10和100,即10个10和1个100,共1种;取数字1、10、100,相当于取1和10,数字和为100的情形,共9种,故33种

故可得数字总和为100n对应的选法种数为an,数字总和为100(n+1)对应的选法种数为an+1,其中增加的种数为取1和10;取1和100;取10和100,共10n+11种,即an+1=an+10n+11

∴an+1-an=10n+11

∴an=a1+(a2-a1)+…+(an-an-1)=5n2+6n+1

下面用数学归纳法进行证明:

①n=1时,由(1)知,结论成立

②假设n=k时成立,即ak=5k2+6k+1,则ak+1=ak+10k+11=5k2+16k+11+1=5(k+1)2+6(k+1)+1

即n=k+1时,结论成立

由①②可得an=5n2+6n+1成立.

解析

解:(1)分类讨论,只取数字1或10或100时,共3种;取1和10,可分为1个10,2个10,…9个10,共9种

∴相应的选法种数为3+9=12种;

(2)当数字和为200时,只取数字1或10或100时,共3种;取1和10,可分为1个10,2个10,…19个10,共19种;取1和100,即100个1和1个100,共1种;取10和100,即10个10和1个100,共1种;取数字1、10、100,相当于取1和10,数字和为100的情形,共9种,故33种

故可得数字总和为100n对应的选法种数为an,数字总和为100(n+1)对应的选法种数为an+1,其中增加的种数为取1和10;取1和100;取10和100,共10n+11种,即an+1=an+10n+11

∴an+1-an=10n+11

∴an=a1+(a2-a1)+…+(an-an-1)=5n2+6n+1

下面用数学归纳法进行证明:

①n=1时,由(1)知,结论成立

②假设n=k时成立,即ak=5k2+6k+1,则ak+1=ak+10k+11=5k2+16k+11+1=5(k+1)2+6(k+1)+1

即n=k+1时,结论成立

由①②可得an=5n2+6n+1成立.

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题型: 单选题
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单选题

某个命题与正整数有关,若当n=k(k∈N*)时该命题成立,那么推得n=k+1时该命题成立,现已知当n=8时,该命题不成立,那么可推得(  )

A当n=7时,该命题成立

B当n=7时,该命题不成立

C当n=9时,该命题成立

D当n=9时,该命题不成立

正确答案

B

解析

解:由题意可知,原命题成立则逆否命题成立,

P(n)对n=8不成立,P(n)对n=7也不成立,

否则n=7时命题成立,由已知必推得n=8也成立.

与当n=8时该命题不成立矛盾

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

设数列{an}对一切n∈N*,满足a1=2,an+1+an=4n+2.试用数学归纳法证明:an=2n.

正确答案

证明:(1)当n=1时,a1=2=2×1,结论成立;

(2)假设n=k时,ak=2k,

则当n=k+1时,ak+1=4k+2-ak=4k+2-2k=2k+2=2(k+1),

即n=k+1时结论也成立,

综上所述,对一切n∈N*,an=2n.

解析

证明:(1)当n=1时,a1=2=2×1,结论成立;

(2)假设n=k时,ak=2k,

则当n=k+1时,ak+1=4k+2-ak=4k+2-2k=2k+2=2(k+1),

即n=k+1时结论也成立,

综上所述,对一切n∈N*,an=2n.

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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+3+5+…+(2n-1)=n2

正确答案

证明:(1)当n=1时,左边=1,右边=1,

∴左边=右边

(2)假设n=k时等式成立,即1+3+5+…+(2k-1)=k2

当n=k+1时,等式左边=1+3+5+…+(2k-1)+(2k+1)=k2+(2k+1)=(k+1)2

综上(1)(2)可知1+3+5+…+(2n-1)=n2对于任意的正整数成立.

解析

证明:(1)当n=1时,左边=1,右边=1,

∴左边=右边

(2)假设n=k时等式成立,即1+3+5+…+(2k-1)=k2

当n=k+1时,等式左边=1+3+5+…+(2k-1)+(2k+1)=k2+(2k+1)=(k+1)2

综上(1)(2)可知1+3+5+…+(2n-1)=n2对于任意的正整数成立.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=.求证:对于任意不小于3的正整数n都有f(n)>成立.

正确答案

证明:要证f(n)>(n∈N*且n≥3),

只需证,即证1->1-,也就是证明2n-1>2n.

下面用数学归纳法来证明2n-1>2n(n∈N*,且n≥3).

①当n=3时,左边=7,右边=6,左边>右边,不等式成立.

②假设当n=k(k∈N*,且k≥3)时不等式成立,即2k-1>2k,

则当n=k+1时,2k+1-1=2•2k-1=2(2k-1)+1>2•2k+1=2(k+1)+2k-1>2(k+1),

故当n=k+1时,不等式也成立.

综上所述,当n∈N*且n≥3时,2n-1>2n成立.

所以f(n)>(n∈N*且n≥3)成立.

解析

证明:要证f(n)>(n∈N*且n≥3),

只需证,即证1->1-,也就是证明2n-1>2n.

下面用数学归纳法来证明2n-1>2n(n∈N*,且n≥3).

①当n=3时,左边=7,右边=6,左边>右边,不等式成立.

②假设当n=k(k∈N*,且k≥3)时不等式成立,即2k-1>2k,

则当n=k+1时,2k+1-1=2•2k-1=2(2k-1)+1>2•2k+1=2(k+1)+2k-1>2(k+1),

故当n=k+1时,不等式也成立.

综上所述,当n∈N*且n≥3时,2n-1>2n成立.

所以f(n)>(n∈N*且n≥3)成立.

下一知识点 : 数系的扩充与复数的引入
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