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题型:简答题
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简答题

已知多项式

(Ⅰ)求f(-1)及f(2)的值;

(Ⅱ)试探求对一切整数n,f(n)是否一定是整数?并证明你的结论.

正确答案

解:(Ⅰ)f(-1)=

(Ⅱ)(1)先用数学归纳法证明:对一切正整数n,f(n)是整数.

①当n=1时,f(1)=1,结论成立.

②假设当n=k(k≥1,k∈N)时,结论成立,即是整数,则当n=k+1时,=

=f(k)+k4+4k3+6k2+4k+1

根据假设f(k)是整数,而k4+4k3+6k2+4k+1显然是整数.

∴f(k+1)是整数,从而当n=k+1时,结论也成立.

由①、②可知对对一切正整数n,f(n)是整数.…(7分)

(2)当n=0时,f(0)=0是整数.…(8分)

(3)当n为负整数时,令n=-m,则m是正整数,由(1)f(m)是整数,

所以==-f(m)+m4是整数.

综上,对一切整数n,f(n)一定是整数.…(10分)

解析

解:(Ⅰ)f(-1)=

(Ⅱ)(1)先用数学归纳法证明:对一切正整数n,f(n)是整数.

①当n=1时,f(1)=1,结论成立.

②假设当n=k(k≥1,k∈N)时,结论成立,即是整数,则当n=k+1时,=

=f(k)+k4+4k3+6k2+4k+1

根据假设f(k)是整数,而k4+4k3+6k2+4k+1显然是整数.

∴f(k+1)是整数,从而当n=k+1时,结论也成立.

由①、②可知对对一切正整数n,f(n)是整数.…(7分)

(2)当n=0时,f(0)=0是整数.…(8分)

(3)当n为负整数时,令n=-m,则m是正整数,由(1)f(m)是整数,

所以==-f(m)+m4是整数.

综上,对一切整数n,f(n)一定是整数.…(10分)

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题型:简答题
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简答题

在数列{an}中,已知a1=1,且an+1=

(1)求a2,a3,a4

(2)猜想数列{an}的通项公式;

(3)试用数学归纳法证明(2)中猜想.

正确答案

解:(1)∵a1=1,an+1=

∴a2==,a3==,a4==.             

(2)由(1),a1=,a2=,a3=,a4=

可以猜想an=.                                    

(3)用数学归纳法证明:

ⅰ)当n=1时,a1==1,所以当n=1时猜想成立.             

ⅱ)假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即ak=

当n=k+1时,ak+1===

所以当n=k+1时猜想也成立.

由ⅰ)和ⅱ)可知,猜想对任意的n∈N*都成立.                   

所以an=

解析

解:(1)∵a1=1,an+1=

∴a2==,a3==,a4==.             

(2)由(1),a1=,a2=,a3=,a4=

可以猜想an=.                                    

(3)用数学归纳法证明:

ⅰ)当n=1时,a1==1,所以当n=1时猜想成立.             

ⅱ)假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即ak=

当n=k+1时,ak+1===

所以当n=k+1时猜想也成立.

由ⅰ)和ⅱ)可知,猜想对任意的n∈N*都成立.                   

所以an=

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题型: 单选题
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单选题

对于不等式<n+1(n∈N*),某同学用数学归纳法的证明过程如下:

(1)当n=1时,<1+1,不等式成立.

(2)假设当n=k(k∈N*)时,不等式成立,即<k+1,则当n=k+1时,===(k+1)+1,∴当n=k+1时,不等式成立.

则上述证法(  )

A过程全部正确

Bn=1验得不正确

C归纳假设不正确

D从n=k到n=k+1的推理不正确

正确答案

D

解析

解:在n=k+1时,没有应用n=k时的假设,

即从n=k到n=k+1的推理不正确.

故选D.

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=ln(1+x),g(x)=xf′(x)(x≥0),其中f′(x)是f(x)的导函数.

(1)若a≤1,求证:f(x)≥ag(x).

(2)若g1(x)=g(x),gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+,求g1(x),g2(x),g3(x)解析式,猜想gn(x)的解析式,并用数学归纳法证明.

正确答案

(1)证明:∵f(x)=ln(1+x),∴f′(x)=.(x≥0).

∴g(x)=.f(x)≥ag(x)即ln(1+x)≥⇔(1+x)ln(1+x)-ax≥0.

令h(x)=(1+x)ln(1+x)-ax(x≥0).

h′(x)=ln(1+x)+1-a,

∵a≤1,∴1-a≥0,

又x≥0,ln(1+x)≥0,

∴h′(x)=ln(1+x)+1-a≥0,

∴h(x)在x≥0时单调递增,又h(0)=0,

∴h(x)≥0,即ln(1+x)≥

∴f(x)≥ag(x).

(2)解:g1(x)=g(x)=

∵gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+

∴g2(x)=g(g1(x))===

g3(x)=g(g2(x))===

猜想:gn(x)=

下面利用数学归纳法证明:

①当n=1时,g1(x)=g(x)=,成立.

②假设当n=k(k∈N*)时,gk(x)=

则当n=k+1时,gk+1(x)=g(gk(x))===

因此当n=k+1时,gn(x)=也成立.

综上可得:∀n∈N*,gn(x)=成立.

解析

(1)证明:∵f(x)=ln(1+x),∴f′(x)=.(x≥0).

∴g(x)=.f(x)≥ag(x)即ln(1+x)≥⇔(1+x)ln(1+x)-ax≥0.

令h(x)=(1+x)ln(1+x)-ax(x≥0).

h′(x)=ln(1+x)+1-a,

∵a≤1,∴1-a≥0,

又x≥0,ln(1+x)≥0,

∴h′(x)=ln(1+x)+1-a≥0,

∴h(x)在x≥0时单调递增,又h(0)=0,

∴h(x)≥0,即ln(1+x)≥

∴f(x)≥ag(x).

(2)解:g1(x)=g(x)=

∵gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+

∴g2(x)=g(g1(x))===

g3(x)=g(g2(x))===

猜想:gn(x)=

下面利用数学归纳法证明:

①当n=1时,g1(x)=g(x)=,成立.

②假设当n=k(k∈N*)时,gk(x)=

则当n=k+1时,gk+1(x)=g(gk(x))===

因此当n=k+1时,gn(x)=也成立.

综上可得:∀n∈N*,gn(x)=成立.

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题型:简答题
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简答题

设F(n)=a1-a2Cn1+a3Cn2-a4Cn3+…+(-1)nan+1Cnn(n≥2,n∈N*).

(1)若数列{an}的各项均为1,求证:F(n)=0;

(2)若对任意大于等于2的正整数n,都有F(n)=0恒成立,试证明数列{an}是等差数列.

正确答案

证明:(1)因数列{an}满足各项为1,即

,令x=-1,

,即F(n)=0..…(3分)

(2)当n=2时,,即2a2=a1+a3,所以数列{an}的前3项成等差数列.

假设当n=k时,由,可得数列{an}的前k+1项成等差数列,…(5分)

因对任意大于等于2的正整数n,都有F(n)=0恒成立,所以F(k+1)=0成立,

所以

两式相减得,

所以

由假设可知a2,a3,a4,…,ak+1,ak+2也成等差数列,从而数列{an}的前k+2项成等差数列.

综上所述,若F(n)=0对任意n≥3恒成立,则数列{an}是等差数列.…(10分)

解析

证明:(1)因数列{an}满足各项为1,即

,令x=-1,

,即F(n)=0..…(3分)

(2)当n=2时,,即2a2=a1+a3,所以数列{an}的前3项成等差数列.

假设当n=k时,由,可得数列{an}的前k+1项成等差数列,…(5分)

因对任意大于等于2的正整数n,都有F(n)=0恒成立,所以F(k+1)=0成立,

所以

两式相减得,

所以

由假设可知a2,a3,a4,…,ak+1,ak+2也成等差数列,从而数列{an}的前k+2项成等差数列.

综上所述,若F(n)=0对任意n≥3恒成立,则数列{an}是等差数列.…(10分)

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题型:简答题
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简答题

已知数列计算S1,S2,S3,根据据算结果,猜想Sn的表达式,并用数学归纳法进行证明.

正确答案

解:

猜想:

下面用数学归纳法加以证明:①n=1时,左边,右边

②假设n=k时,猜想成立,即

=

∴n=k+1时猜想也成立

根据1,2可知猜想对任何n∈N*都成立.

解析

解:

猜想:

下面用数学归纳法加以证明:①n=1时,左边,右边

②假设n=k时,猜想成立,即

=

∴n=k+1时猜想也成立

根据1,2可知猜想对任何n∈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}:a1=1、a2=2、a3=r且an+3=an+2(n∈N*),与数列{bn}:b1=1、b2=0、b3=-1、b4=0且bn+4=bn(n∈N*).记Tn=b1a1+b2a2+b3a3+…+bnan

(1)若a1+a2+a3+…+a9=34,求r的值;

(2)求T12的值,并求证当n∈N*时,T12n=-4n;

(3)已知r>0,且存在正整数m,使得在T12m+1,T12m+2,…,T12m+12中有4项为100.求r的值,并指出哪4项为100.

正确答案

解:(1)求得a1=1,a2=2,a3=r,a4=3,a5=4,a6=r+2,a7=5,a8=6,a9=r+4

所以由a1+a2+a3+…+a9=34,可得

(2)因为b1=1、b2=0、b3=-1、b4=0且bn+4=bn(n∈N*).

a1=1,a2=2,a3=r,a4=3,a5=4,a6=r+2,a7=5,a8=6,a9=r+4…

T12=b1a1+b2a2+b3a3+…+b12a12=-4,T12n=-4n,

用数学归纳法证明:

当n∈Z+时,T12n=-4n.

①当n=1时,T12=a1-a3+a5-a7+a9-a11=-4,

等式成立

②假设n=k时等式成立,即T12k=-4k,

那么当n=k+1时,

T12(k+1)=T12k+a12k+1-a12k+3+a12k+5-a12k+7+a12k+9-a12k+11

=-4k+(8k+1)-(8k+r)+(8k+4)-(8k+5)+(8k+r+4)-(8k+8)

=-4k-4=-4(k+1),

等式也成立.

根据①和②可以断定:当n∈Z+时,T12n=-4n.

(3)解:T12m=-4m(m≥1).

当n=12m+1,12m+2时,Tn=4m+1;

当n=12m+3,12m+4时,Tn=-4m+1-r;

当n=12m+5,12m+6时,Tn=4m+5-r;

当n=12m+7,12m+8时,Tn=-4m-r;

当n=12m+9,12m+10时,Tn=4m+4;

当n=12m+11,12m+12时,Tn=-4m-4.

∵4m+1是奇数,-4m+1-r,-4m-r,-4m-4均为负数,

∴这些项均不可能取到100.

∴4m+5-r=4m+4=100,解得m=24,r=1.

此时T293,T294,T297,T298为100.

解析

解:(1)求得a1=1,a2=2,a3=r,a4=3,a5=4,a6=r+2,a7=5,a8=6,a9=r+4

所以由a1+a2+a3+…+a9=34,可得

(2)因为b1=1、b2=0、b3=-1、b4=0且bn+4=bn(n∈N*).

a1=1,a2=2,a3=r,a4=3,a5=4,a6=r+2,a7=5,a8=6,a9=r+4…

T12=b1a1+b2a2+b3a3+…+b12a12=-4,T12n=-4n,

用数学归纳法证明:

当n∈Z+时,T12n=-4n.

①当n=1时,T12=a1-a3+a5-a7+a9-a11=-4,

等式成立

②假设n=k时等式成立,即T12k=-4k,

那么当n=k+1时,

T12(k+1)=T12k+a12k+1-a12k+3+a12k+5-a12k+7+a12k+9-a12k+11

=-4k+(8k+1)-(8k+r)+(8k+4)-(8k+5)+(8k+r+4)-(8k+8)

=-4k-4=-4(k+1),

等式也成立.

根据①和②可以断定:当n∈Z+时,T12n=-4n.

(3)解:T12m=-4m(m≥1).

当n=12m+1,12m+2时,Tn=4m+1;

当n=12m+3,12m+4时,Tn=-4m+1-r;

当n=12m+5,12m+6时,Tn=4m+5-r;

当n=12m+7,12m+8时,Tn=-4m-r;

当n=12m+9,12m+10时,Tn=4m+4;

当n=12m+11,12m+12时,Tn=-4m-4.

∵4m+1是奇数,-4m+1-r,-4m-r,-4m-4均为负数,

∴这些项均不可能取到100.

∴4m+5-r=4m+4=100,解得m=24,r=1.

此时T293,T294,T297,T298为100.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}满足,且Sn=n(2n-1)an

(1)求a2,a3的值;猜想an的表达式并用数学归纳法证明

(2)求

正确答案

解:(1)…(2分)

猜想:(3分)  

 下证明:

①当n=1时,,满足题意,正确.

②假设n=k时猜想正确,即

那么Sk+1=(k+1)(2k+1)ak+1

Sk=k(2k-1)ak

两式作差可得:ak+1=(k+1)(2k+1)ak+1-k(2k-1)×

ak+1(2k2+3k)=

由①②可知猜想正确.…(8分)

(2)

…(12分)

解析

解:(1)…(2分)

猜想:(3分)  

 下证明:

①当n=1时,,满足题意,正确.

②假设n=k时猜想正确,即

那么Sk+1=(k+1)(2k+1)ak+1

Sk=k(2k-1)ak

两式作差可得:ak+1=(k+1)(2k+1)ak+1-k(2k-1)×

ak+1(2k2+3k)=

由①②可知猜想正确.…(8分)

(2)

…(12分)

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题型:简答题
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简答题

大家知道,在数列{an}中,若an=n,则sn=,若an=n2,则

sn=,于是,猜想:若an=n3,则sn=13+23+33+…+n3=an4+bn3+cn2+dn.

问:(1)这种猜想,你认为正确吗?

(2)不管猜想是否正确,这个结论是通过什么推理方法得到的?

(3)如果结论正确,请用数学归纳法给予证明.

正确答案

解:(1)猜想正确;

(2)这是一种类比推理的方法;

(3)由类比可猜想,,n=1时,a+b+c+d=1;n=2时,16a+8b+4c+d=9;n=3时,81a+27b+9c+d=36

故解得,∴sn=13+23+33+…+n3=n4+n3+n2用数学归纳法证明:

①n=1时,结论成立;

②假设n=k时,结论成立,即13+23+33+…+k3=k4+k3+k2=则n=k+1时,左边=13+23+33+…+k3+(k+1)3=k4+k3+k2+(k+1)3=

=

=

=右边,结论成立

由①②可知,sn=13+23+33+…+n3=n4+n3+n2,成立

解析

解:(1)猜想正确;

(2)这是一种类比推理的方法;

(3)由类比可猜想,,n=1时,a+b+c+d=1;n=2时,16a+8b+4c+d=9;n=3时,81a+27b+9c+d=36

故解得,∴sn=13+23+33+…+n3=n4+n3+n2用数学归纳法证明:

①n=1时,结论成立;

②假设n=k时,结论成立,即13+23+33+…+k3=k4+k3+k2=则n=k+1时,左边=13+23+33+…+k3+(k+1)3=k4+k3+k2+(k+1)3=

=

=

=右边,结论成立

由①②可知,sn=13+23+33+…+n3=n4+n3+n2,成立

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•株洲校级期末)已知数列{an}的前n项和为Sn且满足Sn+an=2n.

(1)写出a1,a2,a3,并推测an的表达式;

(2)用数学归纳法证明所得的结论.

正确答案

解:(1)a1=,a2=,a3=,….

猜测an=2-

(2)①由(1)已得当n=1时,命题成立;

②假设n=k时,命题成立,即ak=2-

当n=k+1时,a1+a2+…+ak+ak+1+ak+1=2(k+1)+1,

且a1+a2+…+ak=2k+1-ak

∴2k+1-ak+2ak+1=2(k+1)+1=2k+3,

∴2ak+1=2+2-,ak+1=2-

即当n=k+1时,命题成立.(11分)

根据①②得n∈N+时,an=2-都成立.

解析

解:(1)a1=,a2=,a3=,….

猜测an=2-

(2)①由(1)已得当n=1时,命题成立;

②假设n=k时,命题成立,即ak=2-

当n=k+1时,a1+a2+…+ak+ak+1+ak+1=2(k+1)+1,

且a1+a2+…+ak=2k+1-ak

∴2k+1-ak+2ak+1=2(k+1)+1=2k+3,

∴2ak+1=2+2-,ak+1=2-

即当n=k+1时,命题成立.(11分)

根据①②得n∈N+时,an=2-都成立.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}是等差数列,a1=1,a1+a2+a3+…+a10=100.

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)设数列{bn}的通项,记Tn是数列{bn}的前n项之积,即Tn=b1•b2•b3…bn,试证明:Tn

正确答案

(1)解:∵a1=1,a1+a2+a3+…+a10=100,

∴10+45d=100,

∴d=2,

∴an=1+(n-1)×2=2n-1;

(2)证明:

Tn=b1•b2•b3…bn=(1+)•(1+)…(1+),

①当n=1时,2>成立;

②假设当n=k(k≥1,k∈N+)时,命题成立,即(1+)•(1+)…(1+)>成立,

当n=k+1时,Tk+1=(1+)•(1+)…(1+)(1+)>=

=2k+2

∴Tk+1

即n=k+1时,命题成立

综上,Tn

解析

(1)解:∵a1=1,a1+a2+a3+…+a10=100,

∴10+45d=100,

∴d=2,

∴an=1+(n-1)×2=2n-1;

(2)证明:

Tn=b1•b2•b3…bn=(1+)•(1+)…(1+),

①当n=1时,2>成立;

②假设当n=k(k≥1,k∈N+)时,命题成立,即(1+)•(1+)…(1+)>成立,

当n=k+1时,Tk+1=(1+)•(1+)…(1+)(1+)>=

=2k+2

∴Tk+1

即n=k+1时,命题成立

综上,Tn

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题型:填空题
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填空题

用数学归纳法证明关于n的恒等式时,当n=k时,表达式为1×4+2×7+…+k(3k+1)=k(k+1)2,则当n=k+1时,待证表达式应为______

正确答案

1×4+2×7+…+k(3k+1)+(k+1)(3k+4)=(k+!)(k+2)2

解析

解:因为证明关于n的恒等式时,当n=k时,表达式为1×4+2×7+…+k(3k+1)=k(k+1)2

则当n=k+1时,待证表达式应为:

1×4+2×7+…+k(3k+1)+(k+1)(3k+4)=(k+!)(k+2)2

故答案为:1×4+2×7+…+k(3k+1)+(k+1)(3k+4)=(k+!)(k+2)2

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题型:简答题
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简答题

函数数列{fn(x)}满足:f1(x)=(x>0),fn+1(x)=f1[fn(x)].

(Ⅰ)求f2(x),f3(x);

(Ⅱ)猜想fn(x)的解析式,并用数学归纳法证明.

正确答案

解:(Ⅰ)∵f1(x)=(x>0),fn+1(x)=f1[fn(x)],

∴f2(x)=f1[f1(x)]===

f3(x)=f1[f2(x)]===,…

(Ⅱ)猜想fn(x)=

下面用数学归纳法证明:

1°当n=1时,猜想成立.

2°假设n=k时猜想成立,即有fk(x)=

那么fk+1(x)=f1[fk(x)]===

这就是说,当n=k+1时,猜想也成立.

由1°2°可知,猜想对n∈N*均成立.

故fn(x)=

解析

解:(Ⅰ)∵f1(x)=(x>0),fn+1(x)=f1[fn(x)],

∴f2(x)=f1[f1(x)]===

f3(x)=f1[f2(x)]===,…

(Ⅱ)猜想fn(x)=

下面用数学归纳法证明:

1°当n=1时,猜想成立.

2°假设n=k时猜想成立,即有fk(x)=

那么fk+1(x)=f1[fk(x)]===

这就是说,当n=k+1时,猜想也成立.

由1°2°可知,猜想对n∈N*均成立.

故fn(x)=

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题型:简答题
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简答题

对数列{an},规定{Van}为数列{an}的一阶差分数列,其中Van=an+1-an(n∈N*).对正整数k,规定{Vkan}为{an}的k阶差分数列,其中Vkan=Vk-1an+1-Vk-1an=V(VK-1an)(规定V0an=an).

(Ⅰ)已知数列{an}的通项公式an=n2+n(n∈N*),是判断{Van}是否为等差数列,并说明理由;

(Ⅱ)若数列{an}的首项a1=1,且满足V2an-Van+1+an=-2n(n∈N*),求数列{an}的通项公式.

正确答案

解:(Ⅰ)△an=an+1-an=(n+1)2+(n+1)-(n2+n)=2n+2 …(4分)

则△an+1-△an=2,

所以△an是首项为4,公差为2的等差数列.…(6分)

(Ⅱ)△2an-△an+1+an=-2n,即△an+1-△an-△an+1+an=-2n

而△an=an+1-an,所以an+1-2an=2n,∴-=,(6分)

∴数列{ }构成以 为首项,为公差的等差数列,

=⇒an=n•2n-1.(7分)

解析

解:(Ⅰ)△an=an+1-an=(n+1)2+(n+1)-(n2+n)=2n+2 …(4分)

则△an+1-△an=2,

所以△an是首项为4,公差为2的等差数列.…(6分)

(Ⅱ)△2an-△an+1+an=-2n,即△an+1-△an-△an+1+an=-2n

而△an=an+1-an,所以an+1-2an=2n,∴-=,(6分)

∴数列{ }构成以 为首项,为公差的等差数列,

=⇒an=n•2n-1.(7分)

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=(1-x)ex-1.

(1)证明:当x>0时,f(x)<0;

(2)设a1=1,an=-1,证明对任意的正整数n,总有an+1<an

正确答案

证明:(1)因为f(x)=(1-x)ex-1,

所以f′(x)=-ex+(1-x)ex=-xex

当x>0时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,

因此f(x)<f(0)=0.                               …2分

(2)首先用数学归纳法证明an>0.

①当n=1时,a1=1>0,∴an>0成立.

②假设n=k时,ak>0.

那么当n=k+1时,an=-1,则=,…4分

当x>0时,由不等式ex-1>x得>1.

所以>1,ak+1>0.

由①②可知对任意的正整数n,总有an>0.

由(1)知(1-an-1<0,所以-1<an

由an=-1知an<an,所以an+1<an.         …10分.

解析

证明:(1)因为f(x)=(1-x)ex-1,

所以f′(x)=-ex+(1-x)ex=-xex

当x>0时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,

因此f(x)<f(0)=0.                               …2分

(2)首先用数学归纳法证明an>0.

①当n=1时,a1=1>0,∴an>0成立.

②假设n=k时,ak>0.

那么当n=k+1时,an=-1,则=,…4分

当x>0时,由不等式ex-1>x得>1.

所以>1,ak+1>0.

由①②可知对任意的正整数n,总有an>0.

由(1)知(1-an-1<0,所以-1<an

由an=-1知an<an,所以an+1<an.         …10分.

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