- 推理与证明
- 共1204题
用数学归纳法证明:32n+2-8n-9(n∈N)能被64整除.
正确答案
证明:(1)当n=1时,f(1)═34-8-9=64能被64整除,命题成立.
(2)假设当n=k时,f(k)=32k+2-8k-9能够被64整除.
当n=k+1时,f(k+1)=32k+4-8(k+1)-9=9[32k+2-8k-9]+64k+64=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)
∵f(k)=32k+2-8k-9能够被64整除,
∴f(k+1)=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)能够被64整除.
即当n=k+1时,命题也成立.
由(1)(2)可知,f(n)=32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除,即f(n)=32n+2-8n-9是64的倍数.
解析
证明:(1)当n=1时,f(1)═34-8-9=64能被64整除,命题成立.
(2)假设当n=k时,f(k)=32k+2-8k-9能够被64整除.
当n=k+1时,f(k+1)=32k+4-8(k+1)-9=9[32k+2-8k-9]+64k+64=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)
∵f(k)=32k+2-8k-9能够被64整除,
∴f(k+1)=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)能够被64整除.
即当n=k+1时,命题也成立.
由(1)(2)可知,f(n)=32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除,即f(n)=32n+2-8n-9是64的倍数.
已知数列{an}满足:a1=1,4an+1=5an+.
(1)计算a2,a3,a4,猜想求数列{an}的通项公式,并给与证明;
(2)证明:+…+
<2.
正确答案
(1)解:∵a1=1,4an+1=5an+,
∴a2=,a3=
,a4=
,
猜想an=;
证明如下:①n=1时,a1=1;
②假设n=k时,结论成立,则
n=k+1时,4ak+1=5ak+,
∴ak+1=ak+
=
+
=
.
即n=k+1时,结论成立,
由①②可知,an=;
(2)证明:∵an=,
∴=
=
•
<
•
,
∴+…+
<
+
(
+
+…+
)=
+(1-
)<2.
解析
(1)解:∵a1=1,4an+1=5an+,
∴a2=,a3=
,a4=
,
猜想an=;
证明如下:①n=1时,a1=1;
②假设n=k时,结论成立,则
n=k+1时,4ak+1=5ak+,
∴ak+1=ak+
=
+
=
.
即n=k+1时,结论成立,
由①②可知,an=;
(2)证明:∵an=,
∴=
=
•
<
•
,
∴+…+
<
+
(
+
+…+
)=
+(1-
)<2.
用数学归纳法证明:12-22+32-42+…+(-1)n-1n2=(-1)n-1.
正确答案
证明:(1)当n=1时,左边=1,右边=(-1)0=1,
故:左边=右边,
∴当n=1时,等式成立;(3分)
(2)假设n=k时,等式成立,即 12-22+32-42+…+(-1)k-1•k2=(-1)k-1•.(6分)
那么12-22+32-42+…+(-1)k-1•k2+(-1)k•(k+1)2
=(-1)k-1•+(-1)k•(k+1)2
=(-1)k(-k+2k+2)
=(-1)(k+1)-1
即当n=k+1时,等式也成立. (10分)
根据(1)和(2)可知等式对任何n∈N+都成立. (12分)
解析
证明:(1)当n=1时,左边=1,右边=(-1)0=1,
故:左边=右边,
∴当n=1时,等式成立;(3分)
(2)假设n=k时,等式成立,即 12-22+32-42+…+(-1)k-1•k2=(-1)k-1•.(6分)
那么12-22+32-42+…+(-1)k-1•k2+(-1)k•(k+1)2
=(-1)k-1•+(-1)k•(k+1)2
=(-1)k(-k+2k+2)
=(-1)(k+1)-1
即当n=k+1时,等式也成立. (10分)
根据(1)和(2)可知等式对任何n∈N+都成立. (12分)
数列{an}的前n项和Sn与an满足:Sn=1-nan(n∈N*),求{an}的通项公式.(注意:本题用数学归纳法做,其它方法不给分)
正确答案
解:由题意,a1=S1=1-a1,∴
a2=S2-S1=(1-2a2)-(1-a1),∴
猜想
用数学归纳法证明如下:
(1)n=1时,结论成立;
(2)假设n=k时,结论成立,即,
则n=k+1时,ak+1=Sk+1-Sk=[1-(k+1)ak+1]-[1-k•],
∴
即猜想成立
∴成立.
解析
解:由题意,a1=S1=1-a1,∴
a2=S2-S1=(1-2a2)-(1-a1),∴
猜想
用数学归纳法证明如下:
(1)n=1时,结论成立;
(2)假设n=k时,结论成立,即,
则n=k+1时,ak+1=Sk+1-Sk=[1-(k+1)ak+1]-[1-k•],
∴
即猜想成立
∴成立.
数列{an}满足an>0,Sn=(an+
),求S1,S2,猜想Sn,并用数学归纳法证明.
正确答案
解:∵an>0,∴Sn>0,由S1=(a1+
),变形整理得S12=1,取正根得S1=1.
由S2=(a2+
)及a2=S2-S1=S2-1得S2=
(S2-1+
),
变形整理得S22=2,取正根得S2=.同理可求得S3=
.由此猜想Sn=
.
用数学归纳法证明如下:
(1)当n=1时,上面已求出S1=1,结论成立.
(2)假设当n=k时,结论成立,即Sk=.
那么,当n=k+1时,Sk+1=(ak+1+
)=
(Sk+1-Sk+
)=
(Sk+1-
+
),
整理得Sk+12=k+1,取正根得Sk+1=.
故当n=k+1时,结论成立.
由(1)、(2)可知,对一切n∈N*,Sn=成立.
解析
解:∵an>0,∴Sn>0,由S1=(a1+
),变形整理得S12=1,取正根得S1=1.
由S2=(a2+
)及a2=S2-S1=S2-1得S2=
(S2-1+
),
变形整理得S22=2,取正根得S2=.同理可求得S3=
.由此猜想Sn=
.
用数学归纳法证明如下:
(1)当n=1时,上面已求出S1=1,结论成立.
(2)假设当n=k时,结论成立,即Sk=.
那么,当n=k+1时,Sk+1=(ak+1+
)=
(Sk+1-Sk+
)=
(Sk+1-
+
),
整理得Sk+12=k+1,取正根得Sk+1=.
故当n=k+1时,结论成立.
由(1)、(2)可知,对一切n∈N*,Sn=成立.
用数学归纳法证明:l3+23+33+…+n3=(n∈N﹡).
正确答案
证明:①当n=1时,左边=1,右边=1,∴n=1时,等式成立.
②假设n=k时,等式成立,即
13+23+33++k3+(k+1)3
=
∴n=k+1时,等式成立.
综合①、②原等式获证.
解析
证明:①当n=1时,左边=1,右边=1,∴n=1时,等式成立.
②假设n=k时,等式成立,即
13+23+33++k3+(k+1)3
=
∴n=k+1时,等式成立.
综合①、②原等式获证.
利用数学归纳法证明不等式1++
+…
<f(n)(n≥2,n∈N*)的过程中,由n=k变到n=k+1时,左边增加了( )
正确答案
解析
解:用数学归纳法证明等式1++
+…+
<f(n)(n≥2,n∈N*)的过程中,
假设n=k时不等式成立,左边=1++
+…+
,
则当n=k+1时,左边=1++
+…+
+
+
+…+
,
∴由n=k递推到n=k+1时不等式左边增加了:+
+…+
,
共(2k+1-1)-2k+1=2k项,
故选:D.
用数学归纳法证明(n+1)+(n+2)+…+(n+n)=的第二步中,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
解析
解:n=k+1时等式左边与n=k时的等式左边的差,即为n=k+1时等式左边增加的项
由题意,n=k时,等式左边=(k+1)+(k+2)+…+(k+k)
n=k+1时,等式左边=(k+2)+(k+3)+…+(k+k+1)+(k+1+k+1)
比较可得n=k+1时等式左边增加的项为3k+2
故选C.
在用数学归纳法证明等式1+2+3+…+2n=n(2n+1)时,当n=1时的左边等于( )
正确答案
解析
解:在用数学归纳法证明等式1+2+3+…+2n=n(2n+1)时,当n=1时的左边等于1+2=3,
故选:C.
一个与自然数有关的命题,若n=k(k∈N)时命题成立可以推出n=k+1时命题也成立.现已知n=10时该命题不成立,那么下列结论正确的是:______(填上所有正确命题的序号)
①n=11时该命题一定不成立;
②n=11时该命题一定成立;
③n=1时该命题一定不成立;
④至少存在一个自然数n0,使n=n0时该命题成立;
⑤该命题可能对所有自然数都不成立.
正确答案
③⑤
解析
解:由题意可知,原命题成立则逆否命题成立,
P(n)对n=10时该命题不成立,(否则n=11也成立).
同理可推得P(n)对n=2,n=1也不成立.所以③正确,⑤正确
故答案为:③⑤.
(2015春•昆明校级期中)数学归纳法证明 1++
+…+
>
(n∈N*)
正确答案
证明:①当n=1时,左边=1,右边=,不等式成立;
②假设n=k(k≥1且k∈N*)时不等式成立,即1++
+…+
>
成立,
则当n=k+1时,因为1++
+…+
+…+
>
+…+
又因为+…+
>
>
=
所以1++
+…+
+
+…+
>
即当n=k+1时不等式成立
所以由①、②可知对所有 n∈N*原不等式成立;
解析
证明:①当n=1时,左边=1,右边=,不等式成立;
②假设n=k(k≥1且k∈N*)时不等式成立,即1++
+…+
>
成立,
则当n=k+1时,因为1++
+…+
+…+
>
+…+
又因为+…+
>
>
=
所以1++
+…+
+
+…+
>
即当n=k+1时不等式成立
所以由①、②可知对所有 n∈N*原不等式成立;
用数学归纳法证明:对大于1的整数n,有3n>n+3恒成立.
正确答案
证明:(ⅰ)当n=2时,32>2+3原不等式成立;
(ⅱ)假设当n=k时,不等式成立,即3k>k+3,
则当n=k+1时,3k+1>3k+9>k+4,
所以当n=k+1时,不等式也成立.
综合(ⅰ)(ⅱ)知,对一切正整数n,不等式都成立.
解析
证明:(ⅰ)当n=2时,32>2+3原不等式成立;
(ⅱ)假设当n=k时,不等式成立,即3k>k+3,
则当n=k+1时,3k+1>3k+9>k+4,
所以当n=k+1时,不等式也成立.
综合(ⅰ)(ⅱ)知,对一切正整数n,不等式都成立.
如果命题P(n)对于n=k(k∈N*)时成立,那么它对n=k+2也成立.若P(n)对于n=2时成立,则下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:命题P(n)对于n=k(k∈N*)时成立,那么它对n=k+2也成立.
若P(n)对于n=2时成立,则对n=4,6,8,…,2m也成立,
即为对P(n)对所有正偶数n成立,
故选B.
已知f(n)=(2n+7)•3n+9,
(1)求f(1)f(2)f(3)的值:
(2)是否存在不小于2的正整数m,使得对于任意的正整数n,f(n)都能被m整除?如果存在,求出最大的m值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)由题意f(n)=(2n+7)•3n+9,
所以f(1)=(2×1+7)×31+9=36;
f(2)=(2×2+7)×32+9=3×36=108;
f(3)=(2×3+7)×33+9=10×36=360;
(2)由(1)可以猜想最大m=36,
下面用数学归纳法证明,
①当n=1时,f(1)=36,显然能被36整除;
②假设n=k时f(k)能被36整除,即(2k+7)•3k+9能被36整除,
那么,当n=k+1时,
[2(k+1)+7]•3k+1+9
=[(2k+7)+2]•3k•3+9
=3[(2k+7)•3k+9]+18(3k+1-1).
由假设可知(2k+7)•3k+9,能被36整除,
3k+1-1是偶数,∴18(3k+1-1).也能被36整除,
由①②可知对任意n∈N*都成立.
所以最大的m值为36.
解析
解:(1)由题意f(n)=(2n+7)•3n+9,
所以f(1)=(2×1+7)×31+9=36;
f(2)=(2×2+7)×32+9=3×36=108;
f(3)=(2×3+7)×33+9=10×36=360;
(2)由(1)可以猜想最大m=36,
下面用数学归纳法证明,
①当n=1时,f(1)=36,显然能被36整除;
②假设n=k时f(k)能被36整除,即(2k+7)•3k+9能被36整除,
那么,当n=k+1时,
[2(k+1)+7]•3k+1+9
=[(2k+7)+2]•3k•3+9
=3[(2k+7)•3k+9]+18(3k+1-1).
由假设可知(2k+7)•3k+9,能被36整除,
3k+1-1是偶数,∴18(3k+1-1).也能被36整除,
由①②可知对任意n∈N*都成立.
所以最大的m值为36.
设数列{an}的前n项和为Sn,且方程x2-anx-an=0有一根为Sn-1,其中an=
(1)求S1,S2,S3的值;
(2)猜出Sn的表达式,并用数学归纳法证明.
正确答案
解:(1)由题设(Sn-1)2-an(Sn-1)-an=0,
Sn2-2Sn+1-anSn=0.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1,
代入上式得Sn-1Sn-2Sn+1=0.①
由(1)得S1=a1=,S2=a1+a2=
=
.
由①可得S3=.
(2)由(1)猜想Sn=,
下面用数学归纳法证明这个结论.
(i)n=1时已知结论成立.
(ii)假设n=k时结论成立,即Sk=,
当n=k+1时,由①得Sk+1=,即Sk+1=
,故n=k+1时结论也成立.
综上,由(i)、(ii)可知Sn=对所有正整数n都成立.
解析
解:(1)由题设(Sn-1)2-an(Sn-1)-an=0,
Sn2-2Sn+1-anSn=0.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1,
代入上式得Sn-1Sn-2Sn+1=0.①
由(1)得S1=a1=,S2=a1+a2=
=
.
由①可得S3=.
(2)由(1)猜想Sn=,
下面用数学归纳法证明这个结论.
(i)n=1时已知结论成立.
(ii)假设n=k时结论成立,即Sk=,
当n=k+1时,由①得Sk+1=,即Sk+1=
,故n=k+1时结论也成立.
综上,由(i)、(ii)可知Sn=对所有正整数n都成立.
扫码查看完整答案与解析