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题型:简答题
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简答题

(1)分别计算:(1-),(1-)(1-),(1-)(1-)(1-)的值.

(2)根据(1)计算,猜想Tn=(1-)(1-)(1-)…(1-)的表达式;

(3)用数学归纳法证明你的猜想.

正确答案

解:(1)1-=,(1-)(1-)==,(1-)(1-)(1-)=

(2)由(1)猜想:Tn=(1-)(1-)(1-)…(1-)=

(3)利用数学归纳法证明:

①当n=1时,成立;

②假设当n=k(k∈N*)时,Tk=

则当n=k+1时,Tk+1=Tk===

∴当n=k+1时,命题成立.

综上可得:∀n∈N*,Tn=(1-)(1-)(1-)…(1-)=成立.

解析

解:(1)1-=,(1-)(1-)==,(1-)(1-)(1-)=

(2)由(1)猜想:Tn=(1-)(1-)(1-)…(1-)=

(3)利用数学归纳法证明:

①当n=1时,成立;

②假设当n=k(k∈N*)时,Tk=

则当n=k+1时,Tk+1=Tk===

∴当n=k+1时,命题成立.

综上可得:∀n∈N*,Tn=(1-)(1-)(1-)…(1-)=成立.

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题型:填空题
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填空题

已知n为正偶数,用数学归纳法证明时,若已假设n=k(k≥2,k为偶数)时命题为真,则还需要用归纳假设再证n=______时等式成立.

正确答案

k+2

解析

解:用数学归纳法证明时,

若已假设n=k(k≥2,k为偶数)时命题为真,因为n只能取偶数,所以还需要证明n=k+2成立.

故答案为k+2.

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题型:简答题
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简答题

数列{an}的前n项和为Sn,且a1=,Sn=n2an-n(n-1),n=1,2,…

(1)写出Sn与Sn-1的递推关系式(n≥2),并求S2,S3,S4的值;

(2)猜想Sn关于n的表达式,并用数学归纳法证明.

正确答案

解:(1)由已知,将an=Sn-Sn-1代入得,即

n>2时,

可得

(2)由(1)可猜想

用数学归纳法证明如下:

①当n=1时,=,猜想成立;

②假设n=k猜想成立,即,则n=k+1时,

===

故当n=k+1时,,猜想成立.

由①②可得,对一切正整数都成立;

∴Sn关于n的表达式为

解析

解:(1)由已知,将an=Sn-Sn-1代入得,即

n>2时,

可得

(2)由(1)可猜想

用数学归纳法证明如下:

①当n=1时,=,猜想成立;

②假设n=k猜想成立,即,则n=k+1时,

===

故当n=k+1时,,猜想成立.

由①②可得,对一切正整数都成立;

∴Sn关于n的表达式为

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}中,

(1)求a2,a3,a4的值;

(2)猜想an的表达式,并用数学归纳法加以证明.

正确答案

解:(1)通过n=1,=,当n=2,=,当n=3,a3==

所以a2,a3,a4的值分别为:

(2)由(1)可知数列的前4项为:;分子为正自然数列,分母为正自然数加2,所以猜想an的表达式为:

证明:①当n=1时,显然成立,

②假设n=k时,猜想成立,即:

那么,n=k+1时,===

就是说,n=k+1时猜想成立.由①②可知对于n∈N+时猜想成立.

解析

解:(1)通过n=1,=,当n=2,=,当n=3,a3==

所以a2,a3,a4的值分别为:

(2)由(1)可知数列的前4项为:;分子为正自然数列,分母为正自然数加2,所以猜想an的表达式为:

证明:①当n=1时,显然成立,

②假设n=k时,猜想成立,即:

那么,n=k+1时,===

就是说,n=k+1时猜想成立.由①②可知对于n∈N+时猜想成立.

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题型:简答题
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简答题

设正数数列{an}的前n项之和为Sn满足Sn=

①先求出a1,a2,a3,a4的值,然后猜想数列{an}的通项公式,并用数学归纳法加以证明.

②设,数列{bn}的前n项和为Tn

正确答案

解:①在 Sn=中,令n=1可得,a1=,∴a1=1. 令n=2 可得,1+a2=

 a2 =3,同理可求,a3=5,a4=7.

猜测an=2n-1.

证明:当n=1时,猜测显然成立,假设   ak=2k-1,

则由  ak+1=sk+1-sk=-=-k2,解得 ak+1=2k+1,

故n=k+1时,猜测仍然成立,

③∵==- ),

∴Tn=[(1-)+()+( )+…+(-)]=(1- )

=

解析

解:①在 Sn=中,令n=1可得,a1=,∴a1=1. 令n=2 可得,1+a2=

 a2 =3,同理可求,a3=5,a4=7.

猜测an=2n-1.

证明:当n=1时,猜测显然成立,假设   ak=2k-1,

则由  ak+1=sk+1-sk=-=-k2,解得 ak+1=2k+1,

故n=k+1时,猜测仍然成立,

③∵==- ),

∴Tn=[(1-)+()+( )+…+(-)]=(1- )

=

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题型:简答题
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简答题

已知函数

(I)当a=1时,求f(x)在x∈[1,+∞)最小值;

(Ⅱ)若f(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;

(Ⅲ)求证:(n∈N*).

正确答案

解:(I),定义域为(0,+∞).

∴f(x)在(0,+∞)上是增函数.

当x≥1时,f(x)≥f(1)=1; (3分)

(Ⅱ)∵

∵若f(x)存在单调递减区间,

∴f′(x)<0有正数解.即ax2+2(a-1)x+a<0有x>0的解. (5分)

①当a=0时,明显成立.

②当a<0时,y=ax2+2(a-1)x+a为开口向下的抛物线,ax2+2(a-1)x+a<0总有x>0的解;

③当a>0时,y=ax2+2(a-1)x+a开口向上的抛物线,

即方程ax2+2(a-1)x+a=0有正根.

因为x1x2=1>0,

所以方程ax2+2(a-1)x+a=0有两正根.

,解得

综合①②③知:.  (9分)

(Ⅲ)

(法一)根据(Ⅰ)的结论,当x>1时,,即

,则有

.   (12分)

(法二)当n=1时,ln(n+1)=ln2.

∵3ln2=ln8>1,∴,即n=1时命题成立.

设当n=k时,命题成立,即 

∴n=k+1时,

根据(Ⅰ)的结论,当x>1时,,即

,则有

则有,即n=k+1时命题也成立.

因此,由数学归纳法可知不等式成立.    (12分)

解析

解:(I),定义域为(0,+∞).

∴f(x)在(0,+∞)上是增函数.

当x≥1时,f(x)≥f(1)=1; (3分)

(Ⅱ)∵

∵若f(x)存在单调递减区间,

∴f′(x)<0有正数解.即ax2+2(a-1)x+a<0有x>0的解. (5分)

①当a=0时,明显成立.

②当a<0时,y=ax2+2(a-1)x+a为开口向下的抛物线,ax2+2(a-1)x+a<0总有x>0的解;

③当a>0时,y=ax2+2(a-1)x+a开口向上的抛物线,

即方程ax2+2(a-1)x+a=0有正根.

因为x1x2=1>0,

所以方程ax2+2(a-1)x+a=0有两正根.

,解得

综合①②③知:.  (9分)

(Ⅲ)

(法一)根据(Ⅰ)的结论,当x>1时,,即

,则有

.   (12分)

(法二)当n=1时,ln(n+1)=ln2.

∵3ln2=ln8>1,∴,即n=1时命题成立.

设当n=k时,命题成立,即 

∴n=k+1时,

根据(Ⅰ)的结论,当x>1时,,即

,则有

则有,即n=k+1时命题也成立.

因此,由数学归纳法可知不等式成立.    (12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,且an+1=,n∈N+

(1)求a1,a2,a3的值;

(2)归纳数列{an}的通项公式,并用数学归纳法证明.

正确答案

解:(1)∵a1=1,且an+1=

∴a1=1,a2=,a3=

(2)由(1)猜想an=

下面用数学归纳法证明之,

①当n=1时,a1=1,结论成立;

②假设n=k(k≥1)时,结论成立,即ak=,则

n=k+1时,ak+1===

所以当n=k+1等式成立

根据①②得an=成立.

解析

解:(1)∵a1=1,且an+1=

∴a1=1,a2=,a3=

(2)由(1)猜想an=

下面用数学归纳法证明之,

①当n=1时,a1=1,结论成立;

②假设n=k(k≥1)时,结论成立,即ak=,则

n=k+1时,ak+1===

所以当n=k+1等式成立

根据①②得an=成立.

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题型:简答题
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简答题

已知an=4n+15n-1(n∈N*).

(1)计算a1,a2,a3;猜想是否存在最大的正整数m,使得an能被m整除;

(2)运用数学归纳法证明(1)中猜想的结论.

正确答案

解:(1)计算a1=18=9×2,a2=45=9×5,a3=108=9×12;    …3分

因为3个数的最大公约数为9,

猜想存在最大的正整数m=9,能使得an=4n+15n-1(n∈N*)能被m整除.…6分

(2)数学归纳法证明:

①当n=1时,a1=18=9×2,能被9整除,结论成立;            …7分

②假设n=k(k∈N*)时结论成立,即4k+15k-1能被9整除         …9分

则当n=k+1时,ak+1=4k+1+15(k+1)-1

变形ak+1=4•4k+15k+14=4(4k+15k-1)-45k+18∴ak+1=4(4k+15k-1)+9(2-5k)…11分

因为由假设结论可知4k+15k-1能被9整除,又因为9(2-5k)也能被9整除   …12分

所以ak+1=4k+1+15(k+1)-1也能被9整除

所以则当n=k+1时,结论成立                     …14分

由①②可知,对任意n∈N*,都有an能被9整除成立.…15分.

解析

解:(1)计算a1=18=9×2,a2=45=9×5,a3=108=9×12;    …3分

因为3个数的最大公约数为9,

猜想存在最大的正整数m=9,能使得an=4n+15n-1(n∈N*)能被m整除.…6分

(2)数学归纳法证明:

①当n=1时,a1=18=9×2,能被9整除,结论成立;            …7分

②假设n=k(k∈N*)时结论成立,即4k+15k-1能被9整除         …9分

则当n=k+1时,ak+1=4k+1+15(k+1)-1

变形ak+1=4•4k+15k+14=4(4k+15k-1)-45k+18∴ak+1=4(4k+15k-1)+9(2-5k)…11分

因为由假设结论可知4k+15k-1能被9整除,又因为9(2-5k)也能被9整除   …12分

所以ak+1=4k+1+15(k+1)-1也能被9整除

所以则当n=k+1时,结论成立                     …14分

由①②可知,对任意n∈N*,都有an能被9整除成立.…15分.

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题型:简答题
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简答题

设n∈N*,n>1,用数学归纳法证明:1+++

正确答案

证明:记f(n)=1+++.(n∈N*,n>1)…(2分)

(1)当n=2时,f(2)=1+,不等式成立;             …(4分)

(2)假设n=k(n∈N*,n≥2)时,不等式成立,…(6分)

即f(k)=1+++

则当n=k+1时,有f(k+1)=f(k)++==   …(10分)

∴当n=k+1时,不等式也成立.…(12分)

综合(1),(2)知,原不等式对任意的n∈N*,(n>1)都成立.…(14分)

解析

证明:记f(n)=1+++.(n∈N*,n>1)…(2分)

(1)当n=2时,f(2)=1+,不等式成立;             …(4分)

(2)假设n=k(n∈N*,n≥2)时,不等式成立,…(6分)

即f(k)=1+++

则当n=k+1时,有f(k+1)=f(k)++==   …(10分)

∴当n=k+1时,不等式也成立.…(12分)

综合(1),(2)知,原不等式对任意的n∈N*,(n>1)都成立.…(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“当n为奇数时,xn+yn能被x+y整除”,在验证n=1正确后,归纳假设应写成(  )

A假设n=k(k∈N)时命题成立,即xk+yk能被x+y整除

B假设n≥k(k∈N)时命题成立,即xk+yk能被x+y整除

C假设n=2k+1(k∈N*)时命题成立,即x2k+1+y2k+1能被x+y整除

D假设n=2k-1(k∈N*)时命题成立,即x2k-1+y2k-1能被x+y整除

正确答案

D

解析

解:用数学归纳法证明:n为奇数时,xn+yn能被x+y整除,

第一步,当n=1时,x1+y1=x+y能被x+y整除;

第二步,假设n=2k-1时,k∈N*时命题正确,再证明n=2k+1,k∈N*时命题正确.

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

用数学归纳法证明,对任意x>0及正整数n,有xn+xn-2+…++≥n+1.

正确答案

证明:1°当n=1时,x>0,原不等式左边=x+≥2,右边=2,

所以左边≥右边,原不等式成立;

当n=2时,x>0,原不等式左边=x2+1+≥2+1,右边=3,

所以左边≥右边,原不等式成立;

2°假设当n=k时,不等式成立,即xk+xk-2+…++≥k+1,

则当n=k+2时,左边=xk+2+xk+…+++≥k+1+(xk+2+)≥k+1+2=(k+2)+1,

∴n=k+2时,原不等式成立;

由1°、2°,可得对任意x>0及正整数n,有xn+xn-2+…++≥n+1.

解析

证明:1°当n=1时,x>0,原不等式左边=x+≥2,右边=2,

所以左边≥右边,原不等式成立;

当n=2时,x>0,原不等式左边=x2+1+≥2+1,右边=3,

所以左边≥右边,原不等式成立;

2°假设当n=k时,不等式成立,即xk+xk-2+…++≥k+1,

则当n=k+2时,左边=xk+2+xk+…+++≥k+1+(xk+2+)≥k+1+2=(k+2)+1,

∴n=k+2时,原不等式成立;

由1°、2°,可得对任意x>0及正整数n,有xn+xn-2+…++≥n+1.

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题型: 单选题
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单选题

用数学归纳法证明不等式++…+(n>1,n∈N*)的过程中,从n=k到n=k+1时左边需增加的代数式是(  )

A

B-

C+

D

正确答案

B

解析

解:当n=k时,左边的代数式为++…+

 当n=k+1时,左边的代数式为++…+++

故用n=k+1时左边的代数式减去n=k时左边的代数式的结果为:

+-=-

故选B.

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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+++…+=时,由n=k到n=k+1左边需要添加的项是(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:∵n=k时,左边最后一项为,n=k+1时,左边最后一项为

∴从n=k到n=k+1,不等式左边需要添加的项为

故选D.

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题型:简答题
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简答题

(1)运用完全归纳推理证明f(x)=x6-x3+x2-x+1的值恒为正数.

(2)已知a,b,c∈R+,a+b+c=1,求证:++≥9.

正确答案

(1)证明:当x<0时,f(x)各项都是正数,

∴当x<0时,f(x)为正数,

当0≤x≤1时,f(x)=x6+x2(1-x)+(1-x)>0;

当x>1时,f(x)=x3(x3-1)+x(x-1)+1>0.

综上所述,f(x)的值恒为正数;

(2)因为a,b,c∈R+,a+b+c=1,所以++==3+()+()+()≥3+2+2+2≥9.

解析

(1)证明:当x<0时,f(x)各项都是正数,

∴当x<0时,f(x)为正数,

当0≤x≤1时,f(x)=x6+x2(1-x)+(1-x)>0;

当x>1时,f(x)=x3(x3-1)+x(x-1)+1>0.

综上所述,f(x)的值恒为正数;

(2)因为a,b,c∈R+,a+b+c=1,所以++==3+()+()+()≥3+2+2+2≥9.

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题型:简答题
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简答题

(1)用反证法证明:如果,那么x2+2x-1≠0;

(2)用数学归纳法证明:

正确答案

(1)证明:假设x2+2x-1=0,则x=-1±

要证:-1+,只需证:,只需证:2<

上式显然成立,故有-1+.而-1-

综上,-1+,-1-,都与已知x>相矛盾,

因此假设不成立,也即原命题成立.

(2)证明:①当n=1时,左边=,右边=∴n=1时成立,

②假设当n=k(k≥1)时成立,即

那么当n=k+1时,左边=

====

∴n=k+1时也成立.

根据①②可得不等式对所有的n≥1都成立.

解析

(1)证明:假设x2+2x-1=0,则x=-1±

要证:-1+,只需证:,只需证:2<

上式显然成立,故有-1+.而-1-

综上,-1+,-1-,都与已知x>相矛盾,

因此假设不成立,也即原命题成立.

(2)证明:①当n=1时,左边=,右边=∴n=1时成立,

②假设当n=k(k≥1)时成立,即

那么当n=k+1时,左边=

====

∴n=k+1时也成立.

根据①②可得不等式对所有的n≥1都成立.

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