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题型:简答题
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简答题

是否存在常数a,b,使等式对于一切n∈N*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

解:若存在常数a,b,使等式对于一切n∈N*都成立.

取n=1,2可得,解得a=1,b=4.

=对于一切n∈N*都成立.

下面用数学归纳法证明:

(1)当n=1时,显然成立.

(2)假设当n=k(k∈N*)时,等式成立,即…+=

则当n=k+1时,…++

=+

=

=

=

=

也就是说当n=k+1时,等式也成立.

综上所述:可知等式对于一切n∈N*都成立.

解析

解:若存在常数a,b,使等式对于一切n∈N*都成立.

取n=1,2可得,解得a=1,b=4.

=对于一切n∈N*都成立.

下面用数学归纳法证明:

(1)当n=1时,显然成立.

(2)假设当n=k(k∈N*)时,等式成立,即…+=

则当n=k+1时,…++

=+

=

=

=

=

也就是说当n=k+1时,等式也成立.

综上所述:可知等式对于一切n∈N*都成立.

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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-(n∈N*),第二步证明“从k到k+1”,左端增加的项数是(  )

A1

B2

C2k

D8k+4

正确答案

B

解析

解:当n=k时,左端=1+++…+

那么当n=k+1时  左端=1+++…++

∴第二步证明“从k到k+1”,左端增加的项数是2.

故选B.

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题型:简答题
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简答题

对正整数n≥2,记

(1)求a2,a3,a4,a5的值;

(2)求证:当n≥5时,有

正确答案

解:(1)依题意,a2==2

同理可得a3=3,a4=a5=,---------------------(4分)

(2)下面用数学归纳法证明:当n≥5时,有an

①当n≤5时,由(1)可得an

②假设n=k时,ak(k≥5),

则n=k+1时,ak+1=+×+×+…+×---------(6分)

=++×+…+×

=+ak---------------------------------(8分)

+×

=×

×=

所以当n=k+1时命题成立

综上,当n≥5时,有an.----------------------------------------------(10分)

解析

解:(1)依题意,a2==2

同理可得a3=3,a4=a5=,---------------------(4分)

(2)下面用数学归纳法证明:当n≥5时,有an

①当n≤5时,由(1)可得an

②假设n=k时,ak(k≥5),

则n=k+1时,ak+1=+×+×+…+×---------(6分)

=++×+…+×

=+ak---------------------------------(8分)

+×

=×

×=

所以当n=k+1时命题成立

综上,当n≥5时,有an.----------------------------------------------(10分)

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题型:填空题
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填空题

用数学归纳法证明等式:(n+1)(n+2)…(n+n)=2n×1×2×3×…×(2n+1)时,由n=k到n=k+1时,等式左边应增加的项是______

正确答案

2(2k+1)

解析

解:n=k时,左边=(k+1)(k+2)…(k+k),n=k+1时,左边=(k+1+1)(k+1+2)…(k+1+k-1)(k+1+k)(k+1+k+1),

∴由n=k到n=k+1时,等式左边应增加的项是2(2k+1).

故答案为:2(2k+1).

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题型:简答题
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简答题

用数学归纳法证明:(cosα+isinα)n=cosnα+isinnα,(其中i为虚数单位)

正确答案

解:(1)当n=1时,左边=cosα+isinα=右边,此时等式成立;

(2)假设当n=k时,等式成立,即(cosα+isinα)k=coskα+isinkα.

则当n=k+1时,左边=(cosα+isinα)k+1=(cosα+isinα)k(cosα+sinα)

=(coskα+isinkα)(cosα+isinα)=coskαcosα-sinkαsinα+(coskαsinα+sinkαcosα)i

=cos[(k+1)α]+isin[(k+1)α]=右边,

∴当n=k+1时,等式成立.

综上可知:等式对于∀n∈N*都成立.

解析

解:(1)当n=1时,左边=cosα+isinα=右边,此时等式成立;

(2)假设当n=k时,等式成立,即(cosα+isinα)k=coskα+isinkα.

则当n=k+1时,左边=(cosα+isinα)k+1=(cosα+isinα)k(cosα+sinα)

=(coskα+isinkα)(cosα+isinα)=coskαcosα-sinkαsinα+(coskαsinα+sinkαcosα)i

=cos[(k+1)α]+isin[(k+1)α]=右边,

∴当n=k+1时,等式成立.

综上可知:等式对于∀n∈N*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:当n∈N*时,1+2+22+…+25n-1是31的倍数时,当n=1时,原式的值为______;从k到k+1时需增添的项是______

正确答案

31

25k+25k+1+25k+2+25k+3+25k+4

解析

解:当n=1时,原式的值为1+2+22+23+24=31,

当n=k时,原式=1+2+22+…+25k-1

当n=k+1时,原式=1+2+22+…+25k+4

∴从k到k+1时需增添的项是 25k+25k+1+25k+2+25k+3+25k+4故填:32  25k+25k+1+25k+2+25k+3+25k+4

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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+≤1+…+(n∈N*

正确答案

证明:①当n=1时,1+≤1++1,不等式成立;

②假设n=k(k≥1,k∈N*)时,不等式成立,即1+≤1+++…++k,

则n=k+1时,

1+++…++++…+

≥1++++…+

>1++

=1++2k

=1+

又1+++…++++…+

+k+

=+k+2k

=+(k+1),

即n=k+1时,1+<1+++…++++…++(k+1),也成立;

综合①②知,对任意的n∈N*,1+≤1+++…++n(n∈N*).

解析

证明:①当n=1时,1+≤1++1,不等式成立;

②假设n=k(k≥1,k∈N*)时,不等式成立,即1+≤1+++…++k,

则n=k+1时,

1+++…++++…+

≥1++++…+

>1++

=1++2k

=1+

又1+++…++++…+

+k+

=+k+2k

=+(k+1),

即n=k+1时,1+<1+++…++++…++(k+1),也成立;

综合①②知,对任意的n∈N*,1+≤1+++…++n(n∈N*).

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}中,a1=-,且2an+1+anan+1+1=0(n∈N*).

(1)求a2,a3,a4

(2)猜想数列通项公式an,并用数学归纳法证明.

正确答案

(1)解:由a1=-,且2an+1+anan+1+1=0得a2=-,a3=-,a4=-

(2)an=-

证明:①n=1时,结论成立,

②假设n=k时,结论成立,即ak=-

则n=k+1时,由2ak+1+akak+1+1=0,

得:ak+1=-=,即n=k+1时等式也成立,

由①②可知an=-

解析

(1)解:由a1=-,且2an+1+anan+1+1=0得a2=-,a3=-,a4=-

(2)an=-

证明:①n=1时,结论成立,

②假设n=k时,结论成立,即ak=-

则n=k+1时,由2ak+1+akak+1+1=0,

得:ak+1=-=,即n=k+1时等式也成立,

由①②可知an=-

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题型:简答题
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简答题

设函数f(n)=(1+n-n,其中n为正整数.

(1)求f(1)、f(2)、f(3)的值;

(2)猜想满足不等式f(n)<0的正整数n的范围,并用数学归纳法证明你的猜想.

正确答案

解:(1)∵f(n)=(1+n-n,

∴f(1)=1,f(2)=-2=,f(3)=-3=-,…(3分)

(2)猜想:n≥3,f(n)=(1+n-n<0,…(4分)

证明:①当n=3时,f(3)=-<0成立,…(5分)

②假设当n=k(n≥3,n∈N+)时猜想正确,即f(k)=-k<0,

<k,

则当n=k+1时,

由于f(k+1)=(1+k+1=(1+k(1+)=(1+

<k(1+)<k+1,…(8分)

∴(1+k+1<k+1,即f(k+1)=(1+k+1-(k+1)<0成立,

由①②可知,对n≥3,f(n)=(n)=(1+n-n<0成立.…(10分)

解析

解:(1)∵f(n)=(1+n-n,

∴f(1)=1,f(2)=-2=,f(3)=-3=-,…(3分)

(2)猜想:n≥3,f(n)=(1+n-n<0,…(4分)

证明:①当n=3时,f(3)=-<0成立,…(5分)

②假设当n=k(n≥3,n∈N+)时猜想正确,即f(k)=-k<0,

<k,

则当n=k+1时,

由于f(k+1)=(1+k+1=(1+k(1+)=(1+

<k(1+)<k+1,…(8分)

∴(1+k+1<k+1,即f(k+1)=(1+k+1-(k+1)<0成立,

由①②可知,对n≥3,f(n)=(n)=(1+n-n<0成立.…(10分)

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an-4n+7,其中n=1,2,3,….

(Ⅰ)计算a2,a3,a4的值;

(Ⅱ)根据计算结果猜想{an}的通项公式,并用数学归纳法加以证明.

正确答案

解:(Ⅰ)根据已知,a2=2a1-4×1+7=2×1-4+7=5;

a3=2a2-4×2+7=2×5-8+7=9;

a4=2a3-4×3+7=2×9-12+7=13.(3分)

(Ⅱ)猜想an=4n-3.(5分)

证明:①当n=1时,由已知,等式左边=1,右边=4×1-3=1,猜想成立.(7分)

②假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即ak=4k-3,(8分)

则n=k+1时,ak+1=2ak-4k+7=2(4k-3)-4k+7=4k+1=4(k+1)-3,

所以,当n=k+1时,猜想也成立.(12分)

综合①和②,可知an=4n-3对于任何n∈N*都成立.(13分)

解析

解:(Ⅰ)根据已知,a2=2a1-4×1+7=2×1-4+7=5;

a3=2a2-4×2+7=2×5-8+7=9;

a4=2a3-4×3+7=2×9-12+7=13.(3分)

(Ⅱ)猜想an=4n-3.(5分)

证明:①当n=1时,由已知,等式左边=1,右边=4×1-3=1,猜想成立.(7分)

②假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即ak=4k-3,(8分)

则n=k+1时,ak+1=2ak-4k+7=2(4k-3)-4k+7=4k+1=4(k+1)-3,

所以,当n=k+1时,猜想也成立.(12分)

综合①和②,可知an=4n-3对于任何n∈N*都成立.(13分)

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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与an满足,其中b是与n无关的常数,且b≠-1.

(1)求a1,a2

(2)求an和an-1的关系式;

(3)猜想用n和b表示an的表达式(须化简),并证明之.

正确答案

解:(1)由

当n=1时,,∴

当n=2时,,∴

(2)n≥2时,

,两式相减,化简可得

(3)由(1)得:

得:

猜想                       …(8分)

下面用数学归纳法证明猜想成立.

(i)当n=1时,,成立;

(ii)假设n=k时成立,即

当n=k+1时,∵

==

所以,当n=k+1时也成立.…(12分)

由(i)(ii)可知,对一切自然数n都成立,即通项为:=…(14分)

解析

解:(1)由

当n=1时,,∴

当n=2时,,∴

(2)n≥2时,

,两式相减,化简可得

(3)由(1)得:

得:

猜想                       …(8分)

下面用数学归纳法证明猜想成立.

(i)当n=1时,,成立;

(ii)假设n=k时成立,即

当n=k+1时,∵

==

所以,当n=k+1时也成立.…(12分)

由(i)(ii)可知,对一切自然数n都成立,即通项为:=…(14分)

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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+++…+<n(n∈N+,且n>1)时,第一步即证下列哪个不等式成立(  )

A1<2

B1+<2

C1++<2

D1+<2

正确答案

C

解析

解:用数学归纳法证明1+++…+<n(n∈N+,且n>1)时,时,第一步应验证不等式为:1++<2故选C.

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题型:简答题
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简答题

数列{an}的前n项和Sn满足Sn=2n-an(n∈N*),

(1)计算a1,a2,a3,a4;   

(2)猜想数列{an}的通项公式,并用数学归纳法加以证明.

正确答案

解:(1)当n=1时,a1=S1=2-a1,∴a1=1.

当n=2时,a1+a2=S2=2×2-a2,∴a2=

当n=3时,a1+a2+a3=S3=2×3-a3,∴a3=

当n=4时,a1+a2+a3+a4=S4=2×4-a4,∴a4=

(2)猜想an=(n∈N*).

证明:①当n=1时,a1=1,结论成立.

②假设n=k(k≥1且k∈N*)时,结论成立,即ak=

那么n=k+1时,

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

∴2ak+1=2+ak

∴ak+1==

这表明n=k+1时,结论成立,

由①②知猜想an=(n∈N*)成立.

解析

解:(1)当n=1时,a1=S1=2-a1,∴a1=1.

当n=2时,a1+a2=S2=2×2-a2,∴a2=

当n=3时,a1+a2+a3=S3=2×3-a3,∴a3=

当n=4时,a1+a2+a3+a4=S4=2×4-a4,∴a4=

(2)猜想an=(n∈N*).

证明:①当n=1时,a1=1,结论成立.

②假设n=k(k≥1且k∈N*)时,结论成立,即ak=

那么n=k+1时,

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

∴2ak+1=2+ak

∴ak+1==

这表明n=k+1时,结论成立,

由①②知猜想an=(n∈N*)成立.

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题型:简答题
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简答题

设a1,a2,a3,…,an(n∈N*)都是正数,且a1a2a3•…an=1,试用数学归纳法证明:a1+a2+a3+…+an≥n.

正确答案

证明:①当n=1时,不等式成立

②假设当n=k-1时成立,则当n=k时,考虑等式a1a2a3•…•ak=1

若a1,a2,a3,…,ak相同,则都为1,不等式得证

若a1,a2,a3,…,ak不全相同,则a1,a2,a3,…,ak的最大数和最小数不是同一个数

不妨令a1为a1,a2,a3,…,ak的最大数,a2为a1,a2,a3,…,ak的最小数.

则∵a1a2a3•…•ak=1,∴最大数a1≥1,最小数a2≤1

现将a1a2看成一个数,利用归纳假设,有a1a2+a3+…+ak≥k-1…(1)

由于a1≥1,a2≤1,所以(a1-1)(a2-1)≤0

所以a1a2≤a1+a2-1…(2)

将(2)代入(1),得

(a1+a2-1)+a3+…+ak≥k-1,即a1+a2+a3+…+ak≥k

∴当n=k时,结论正确

综上可知,a1+a2+a3+…+an≥n.

解析

证明:①当n=1时,不等式成立

②假设当n=k-1时成立,则当n=k时,考虑等式a1a2a3•…•ak=1

若a1,a2,a3,…,ak相同,则都为1,不等式得证

若a1,a2,a3,…,ak不全相同,则a1,a2,a3,…,ak的最大数和最小数不是同一个数

不妨令a1为a1,a2,a3,…,ak的最大数,a2为a1,a2,a3,…,ak的最小数.

则∵a1a2a3•…•ak=1,∴最大数a1≥1,最小数a2≤1

现将a1a2看成一个数,利用归纳假设,有a1a2+a3+…+ak≥k-1…(1)

由于a1≥1,a2≤1,所以(a1-1)(a2-1)≤0

所以a1a2≤a1+a2-1…(2)

将(2)代入(1),得

(a1+a2-1)+a3+…+ak≥k-1,即a1+a2+a3+…+ak≥k

∴当n=k时,结论正确

综上可知,a1+a2+a3+…+an≥n.

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题型:简答题
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简答题

用数学归纳法证明:当n≥2,n∈N+时,(1-)(1-)(1-)…(1-)=

正确答案

证明:(1)当n=2时,左边=1-===右边,∴左边=右边;

(2)假设当n=k时,(1-)(1-)(1-)…(1-)=

则当n=k+1时,(1-)(1-)(1-)…(1-==

因此当n=k+1时,等式成立.

综上可得:等式对∀n∈N*(n≥2)成立.

解析

证明:(1)当n=2时,左边=1-===右边,∴左边=右边;

(2)假设当n=k时,(1-)(1-)(1-)…(1-)=

则当n=k+1时,(1-)(1-)(1-)…(1-==

因此当n=k+1时,等式成立.

综上可得:等式对∀n∈N*(n≥2)成立.

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