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题型:填空题
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填空题

若f(n)=1+++…+(n∈N*),则对于k∈N*,f(k+1)=f(k)+______

正确答案

++

解析

解:∵f(n)=1+++…+

∴f(k+1)=1+++…++++

∵f(k)=1+++…+

∴f(k+1)=f(k)+++

故答案为:++

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}满足an>0,其前n项和Sn=(an+1)(an+2),n∈N*

(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;

(Ⅱ)设bn=log2(1+),并记Tn为数列{bn}的前n项和,求证:3Tn>log2),n∈N*

正确答案

(I)解:∵Sn=(an+1)(an+2),n∈N*.即6Sn=

∴当n=1时,6a1=+3a1+2,解得a1=1或2.

当n≥2时,

∴6an=-3an-1,化为(an+an-1)(an-an-1-3)=0,

∵∀n∈N*,an>0,∴an-an-1=3,

∴数列{an}是等差数列,公差为3,首项为1或2.

∴an=1+3(n-1)=3n-2,或an=2+3(n-1)=3n-1.

(II)证明:当an=3n-2,bn=log2(1+)=

数列{bn}的前n项和Tn=++…+=

要证明3Tn>log2),n∈N*

即证明Tn

即证明•…•

下面利用数学归纳法证明:

(i)当n=1时,左边=1+1=2,右边=,左边>右边,不等式成立.

(ii)假设当n=k(k∈N*)时,不等式成立,即•…•

则当n=k+1时,需要证明:×

即证明:成立,

,即证明(3k+2)3>(3k+1)2(3k+4),

而(3k+2)3-(3k+1)2(3k+4)=9n+8>0,

因此逆推可知:×,也就是当n=k+1时不等式成立.

综上可得:3Tn>log2),n∈N*

当an=3n-1,同理可证.

解析

(I)解:∵Sn=(an+1)(an+2),n∈N*.即6Sn=

∴当n=1时,6a1=+3a1+2,解得a1=1或2.

当n≥2时,

∴6an=-3an-1,化为(an+an-1)(an-an-1-3)=0,

∵∀n∈N*,an>0,∴an-an-1=3,

∴数列{an}是等差数列,公差为3,首项为1或2.

∴an=1+3(n-1)=3n-2,或an=2+3(n-1)=3n-1.

(II)证明:当an=3n-2,bn=log2(1+)=

数列{bn}的前n项和Tn=++…+=

要证明3Tn>log2),n∈N*

即证明Tn

即证明•…•

下面利用数学归纳法证明:

(i)当n=1时,左边=1+1=2,右边=,左边>右边,不等式成立.

(ii)假设当n=k(k∈N*)时,不等式成立,即•…•

则当n=k+1时,需要证明:×

即证明:成立,

,即证明(3k+2)3>(3k+1)2(3k+4),

而(3k+2)3-(3k+1)2(3k+4)=9n+8>0,

因此逆推可知:×,也就是当n=k+1时不等式成立.

综上可得:3Tn>log2),n∈N*

当an=3n-1,同理可证.

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题型:简答题
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简答题

用数学归纳法证明等式:=对于一切n∈N+都成立.

正确答案

证明:(1)当n=1时,左边=,右边=,等式成立.

(2)假设n=k时,等式成立,即=

那么n=k+1时,

====

即n=k+1时,等式成立.

由(1)(2)可知,等式:=对于一切n∈N+都成立.

解析

证明:(1)当n=1时,左边=,右边=,等式成立.

(2)假设n=k时,等式成立,即=

那么n=k+1时,

====

即n=k+1时,等式成立.

由(1)(2)可知,等式:=对于一切n∈N+都成立.

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题型:简答题
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简答题

是否存在常数a、b使得1+2×3+3×32+4×32+…+n×3n-1=3n(na-b)+对一切n∈N*都成立?若存在,请求出a、b的值并证明;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:n=1时,1=3(a-b)+,n=2时,1+2×3=9(2a-b)+

所以a=,b=

所以1+2×3+3×32+4×32+…+n×3n-1=3nn-)+

用数学归纳法证明等式1+2×3+3×32+4×32+…+n×3n-1=3nn-)+

(1)当n=1时,由以上可知等式成立;

(2)假设当n=k时,等式成立,即1+2×3+3×32+4×32+…+k×3k-1=3kk-)+

则当n=k+1时,1+2×3+3×32+4×32+…+k×3k-1+(k+1)×3k=3kk-)+(k+1)×3k+

=3k+1[(k+1)-]+

由(1)(2)知,等式结一切正整数n都成立

解析

解:n=1时,1=3(a-b)+,n=2时,1+2×3=9(2a-b)+

所以a=,b=

所以1+2×3+3×32+4×32+…+n×3n-1=3nn-)+

用数学归纳法证明等式1+2×3+3×32+4×32+…+n×3n-1=3nn-)+

(1)当n=1时,由以上可知等式成立;

(2)假设当n=k时,等式成立,即1+2×3+3×32+4×32+…+k×3k-1=3kk-)+

则当n=k+1时,1+2×3+3×32+4×32+…+k×3k-1+(k+1)×3k=3kk-)+(k+1)×3k+

=3k+1[(k+1)-]+

由(1)(2)知,等式结一切正整数n都成立

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}满足:a1=0,an+1=(n∈N+

(Ⅰ)计算a2,a3,a4的值;

(Ⅱ)由(Ⅰ)的结果猜想{an}的通项公式,并用数学归纳法证明你的结论.

正确答案

解:(Ⅰ) 由a1=0,an+1=

当n=1时,a2=

当n=2时,a3==

当n=3时,a3==

(Ⅱ)由以上结果猜测:an=(6分)

用数学归纳法证明如下:

(1)当n=1时,左边=a1=0,右边═0,等式成立.(8分)

(2)假设当n=k(k≥1)时,命题成立,即ak=成立.

那么,当n=k+1时,ak+1======

这就是说,当n=k+1时等式成立.

由(1)和(2),可知猜测an=对于任意正整数n都成立.

解析

解:(Ⅰ) 由a1=0,an+1=

当n=1时,a2=

当n=2时,a3==

当n=3时,a3==

(Ⅱ)由以上结果猜测:an=(6分)

用数学归纳法证明如下:

(1)当n=1时,左边=a1=0,右边═0,等式成立.(8分)

(2)假设当n=k(k≥1)时,命题成立,即ak=成立.

那么,当n=k+1时,ak+1======

这就是说,当n=k+1时等式成立.

由(1)和(2),可知猜测an=对于任意正整数n都成立.

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题型:简答题
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简答题

观察下列等式

     1=1

     2+3+4=9

   3+4+5+6+7=25

4+5+6+7+8+9+10=49

(Ⅰ)照此规律,请你猜测出第n个等式;

(Ⅱ)用数学归纳法证明你猜测的等式______.(其他证法不给分)

正确答案

(Ⅰ)解:根据题意,观察可得,

第一个等式的左边、右边都是1,

第二个等式的左边是从2开始的3个数的和,

第三个等式的左边是从3开始的5个数的和,

其规律为:第n个等式的左边是从n开始的(2n-1)个数的和,

即n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2

故答案为:5+6+7+8+9+10+11+12+13=81.

(Ⅱ)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k+(k+1)+(k+2)+…+(3k-2)=(2k-1)2

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

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

解析

(Ⅰ)解:根据题意,观察可得,

第一个等式的左边、右边都是1,

第二个等式的左边是从2开始的3个数的和,

第三个等式的左边是从3开始的5个数的和,

其规律为:第n个等式的左边是从n开始的(2n-1)个数的和,

即n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2

故答案为:5+6+7+8+9+10+11+12+13=81.

(Ⅱ)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k+(k+1)+(k+2)+…+(3k-2)=(2k-1)2

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

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

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题型:简答题
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简答题

数列{an}满足

(Ⅰ)求a2,a3

(Ⅱ) 求证:a1+a2+…+an=

(Ⅲ)求证:

正确答案

(Ⅰ)解:∵数列{an}满足

…(2分)

(Ⅱ)证明:由知  .                     (1)

所以    

即      .                              …(5分)

从而  a1+a2+…+an==.                           …(7分)

(Ⅲ) 证明:等价于

证明

即    .                          (2)…(8分)

当n=1时,

即n=1时,(2)成立.

设n=k(k≥1)时,(2)成立,即 

当n=k+1时,由(1)知;         …(11分)

又由(1)及知 均为整数,

从而由 有 

所以  

即(2)对n=k+1也成立.

所以(2)对n≥1的正整数都成立,

对n≥1的正整数都成立.     …(13分)

注:不同解法请教师参照评标酌情给分.

解析

(Ⅰ)解:∵数列{an}满足

…(2分)

(Ⅱ)证明:由知  .                     (1)

所以    

即      .                              …(5分)

从而  a1+a2+…+an==.                           …(7分)

(Ⅲ) 证明:等价于

证明

即    .                          (2)…(8分)

当n=1时,

即n=1时,(2)成立.

设n=k(k≥1)时,(2)成立,即 

当n=k+1时,由(1)知;         …(11分)

又由(1)及知 均为整数,

从而由 有 

所以  

即(2)对n=k+1也成立.

所以(2)对n≥1的正整数都成立,

对n≥1的正整数都成立.     …(13分)

注:不同解法请教师参照评标酌情给分.

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题型:简答题
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简答题

观察下列算式:

1=12

1+3=4=22

1+3+5=9=32

1+3+5+7=16=42

1+3+5+7+9=25=52

对任意正整数n,你能得出怎样的结论?用数学归纳法证明你的结论.

正确答案

解:(1)观察算式:

1=12

1+3=4=22

1+3+5=9=32

1+3+5+7=16=42

1+3+5+7+9=25=52

可得1+3+5+…+(2n-1)=n2

证明:①n=1时,左式=右式=1,等式成立.

②假设n=k时,等式成立,即1+3+5+…+(2k-1)=k2

则当n=k+1时,

1+3+5+…+(2k-1)+(2k+1)=k2+2k+1=(k+1)2

这就是说n=k+1时,等式成立.

根据①,②,等式对任意的n∈N*均成立.

解析

解:(1)观察算式:

1=12

1+3=4=22

1+3+5=9=32

1+3+5+7=16=42

1+3+5+7+9=25=52

可得1+3+5+…+(2n-1)=n2

证明:①n=1时,左式=右式=1,等式成立.

②假设n=k时,等式成立,即1+3+5+…+(2k-1)=k2

则当n=k+1时,

1+3+5+…+(2k-1)+(2k+1)=k2+2k+1=(k+1)2

这就是说n=k+1时,等式成立.

根据①,②,等式对任意的n∈N*均成立.

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题型: 单选题
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单选题

数学归纳法证明(n+1)(n+2)…(n+n)=2n•1•3…(2n-1)(n∈N)时,证明从n=k到n=k+1的过程中,相当于在假设成立的那个式子两边同乘以(  )

A2k+2

B(2k+1)(2k+2)

C

D

正确答案

D

解析

解:n=k时,左边=(k+1)(k+2)…(k+k),

n=k+1时,左边=(k+2)…(k+k)(k+k+1)(k+k+2),

∴证明从n=k到n=k+1的过程中,相当于在假设成立的那个式子两边同乘以

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

已知f1(x)=x+1,且fn(x)=f1[fn-1(x)],(n≥2,n∈N+

(1)求f2(x),f3(x)的表达式,猜想fn(x)的表达式,并用数学归纳法证明;

(2)若关于x的函数在区间(-∞,-1]上的最小值为12,求n.

正确答案

(1)解:f2(x)=f1[f1(x)]=x+2,f3(x)=f1[f2(x)]=x+3,

猜想fn(x)=x+n

证明:①当n=1时,f1(x)=x+1,成立;

②假设n=k时成立,即fk(x)=x+k,则n=k+1时,fk+1(x)=f1[fk(x)]=x+k+1

∴n=k+1时,结论成立

由①②可知fn(x)=x+n;

(2)解:∵fn(x)=x+n

∴f1(x)+f2(x)+…+fn(x)=nx+

∴g(x)=x2+f1(x)+f2(x)+…+fn(x)=x2+nx+=(2+

①当->-1,即n<2时,函数在(-∞,-1]上为减函数,∴x=-1时,g(x)min==12,方程无正整数解舍去;

②当-≤-1,即n≥2时,x=-时,g(x)min==12,∴n=6或n=-8(舍去)

综上,n=6.

解析

(1)解:f2(x)=f1[f1(x)]=x+2,f3(x)=f1[f2(x)]=x+3,

猜想fn(x)=x+n

证明:①当n=1时,f1(x)=x+1,成立;

②假设n=k时成立,即fk(x)=x+k,则n=k+1时,fk+1(x)=f1[fk(x)]=x+k+1

∴n=k+1时,结论成立

由①②可知fn(x)=x+n;

(2)解:∵fn(x)=x+n

∴f1(x)+f2(x)+…+fn(x)=nx+

∴g(x)=x2+f1(x)+f2(x)+…+fn(x)=x2+nx+=(2+

①当->-1,即n<2时,函数在(-∞,-1]上为减函数,∴x=-1时,g(x)min==12,方程无正整数解舍去;

②当-≤-1,即n≥2时,x=-时,g(x)min==12,∴n=6或n=-8(舍去)

综上,n=6.

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题型:填空题
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填空题

以下说法正确的是______

①lg9•lg11>1.

②用数学归纳法证明“”在验证n=1时,左边=1.

③已知f(x)是R上的增函数,a,b∈R,则f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)的充要条件是a+b≥0.

④用分析法证明不等式的思维是从要证的不等式出发,逐步寻找使它成立的充分条件.

正确答案

③④

解析

解:∵lg9>0,lg11>0

∴lg9•lg11≤(2=(lg99)2<1,故错;

②用数学归纳法证明:“1+a+a2+…+an+1=(a≠1)”

在验证n=1时,把当n=1代入,左端=1+a+a2.故错;

③先证命题:a+b≥0⇒f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)为真.

a+b≥0⇒a≥-b,b≥-a

⇒f(a)≥f(-b),f(b)≥f(-a)

⇒f(a)+f(b)≥f(-b)+f(-a).

再证f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)⇒a+b≥0为真,即命题a+b<0⇒f(a)+f(b)<f(-a)+f(-b).

a+b<0⇒a<-b,b<-a

⇒f(a)<f(-b),f(b)<f(-a)

⇒f(a)+f(b)<f(-b)+f(-a).

故其逆命题:“若f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b),则a+b≥0”也为真.

故f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)的充要条件是a+b≥0,正确;

④分析法是从要证明的结论出发,逐步寻求使结论成立的充分条件,只要使结论成立的充分条件已具备,

此结论就一定成立.故正确.

故答案为:③④.

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题型:简答题
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简答题

数列{an}满足

(1)求S1,S2,S3并猜想Sn

(2)用数学归纳法证明(1)中猜想的正确性.

正确答案

解:(1)当n≥2 时,,故

,故可得 ,猜想:

(2)①当n=1时,结论显然成立. ②假设当n=k(k∈N*)时,结论成立,即

当n=k+1时,

故结论当n=k+1时也成立. 由①②知,结论对一切的n∈N*成立.

解析

解:(1)当n≥2 时,,故

,故可得 ,猜想:

(2)①当n=1时,结论显然成立. ②假设当n=k(k∈N*)时,结论成立,即

当n=k+1时,

故结论当n=k+1时也成立. 由①②知,结论对一切的n∈N*成立.

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题型:简答题
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简答题

试比较2n与n2(n∈N*)的大小关系,并用数学归纳法证明.

正确答案

解:当n=1时,2n=2,n2=1,2n>n2

当n=2时,2n=4,n2=4,2n=n2

当n=3时,2n=8,n2=9,2n<n2

当n=4时,2n=16,n2=16,2n=n2

当n=5时,2n=32,n2=25,2n>n2

于是可猜测:2n>n2(n≥5).

证明:①当n=5时,均有2n>n2,不等式成立;

②假设n=k(k≥5,k∈N*)时不等式成立,即2k>k2

则当n=k+1时,

左边=2k+1=2×2k>2k2,右边=(k+1)2=k2+2k+1,

∵k≥5,2k2-(k2+2k+1)=k2-2k-1=(k-1)2-2>0,

∴2k2>(k+1)2

即当n=k+1时,2k+1>(k+1)2,不等式成立;

综上所述,2n>n2(n≥5,n∈N*).

解析

解:当n=1时,2n=2,n2=1,2n>n2

当n=2时,2n=4,n2=4,2n=n2

当n=3时,2n=8,n2=9,2n<n2

当n=4时,2n=16,n2=16,2n=n2

当n=5时,2n=32,n2=25,2n>n2

于是可猜测:2n>n2(n≥5).

证明:①当n=5时,均有2n>n2,不等式成立;

②假设n=k(k≥5,k∈N*)时不等式成立,即2k>k2

则当n=k+1时,

左边=2k+1=2×2k>2k2,右边=(k+1)2=k2+2k+1,

∵k≥5,2k2-(k2+2k+1)=k2-2k-1=(k-1)2-2>0,

∴2k2>(k+1)2

即当n=k+1时,2k+1>(k+1)2,不等式成立;

综上所述,2n>n2(n≥5,n∈N*).

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}满足a1=1,且4an+1-anan+1+2an=9(n∈N*).

(1)求a2,a3,a4的值,并猜想{an}的通项公式;

(2)用数学归纳法证明你的猜想.

正确答案

解:(1)由4an+1-anan+1+2an=9得an+1==2-

∵a1=1,

∴a2=2-(-)=

同理可求,a3=,a4=,猜想an=             …(5分)

(2)证明:①当n=1时,猜想成立.

②设当n=k(k∈N*)时,猜想成立,即ak=

则当n=k+1时,有ak+1=2-=2-==

所以当n=k+1时猜想也成立.

综合①②,猜想对任何n∈N*都成立.                      …(10分)

解析

解:(1)由4an+1-anan+1+2an=9得an+1==2-

∵a1=1,

∴a2=2-(-)=

同理可求,a3=,a4=,猜想an=             …(5分)

(2)证明:①当n=1时,猜想成立.

②设当n=k(k∈N*)时,猜想成立,即ak=

则当n=k+1时,有ak+1=2-=2-==

所以当n=k+1时猜想也成立.

综合①②,猜想对任何n∈N*都成立.                      …(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:(其中n∈N*).

正确答案

证明:(1)当n=1时,等式左边=,等式右边=,∴等式成立.

(2)假设n=k(k≥1.k∈N*)时等式成立,

成立,

那么当n=k+1时,

=

=

=

=

即n=k+1时等式成立.由(1)、(2)可知,对任意n∈N*等式均成立.

解析

证明:(1)当n=1时,等式左边=,等式右边=,∴等式成立.

(2)假设n=k(k≥1.k∈N*)时等式成立,

成立,

那么当n=k+1时,

=

=

=

=

即n=k+1时等式成立.由(1)、(2)可知,对任意n∈N*等式均成立.

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