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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}满足a1=,an+1=

(1)证明:0<an<an+1<1;

(2)令Ak=(k=1,2,3,4…),证明:|ak-Ak|<(n≥2)

正确答案

解:(1)∵a1=,an+1=

∴a2=>0,

则a3>0,

由归纳法知an>0,

an+1=

当且仅当an=1取等号,

∵a1=≠1,∴等号不成立,

即an+1<1,则0<an<1

∵an-an+1=an-=an)<0,

∴an<an+1

即0<an<an+1<1;

(2)由(1)知,{an}为正项递增数列,且an<1;

∴kak>a1+a2+a3+…+ak,(k≥2),

故ak-Ak>0,

①当n=2时,,成立,

②假设当n′=n时,|ak-Ak|<成立,

则当n′=n+1时,(ak-Ak)=(ak-Ak)+an+1-An+1

其中an+1-An+1=(an+1-a1)=(an+1-

(ak-Ak)=(ak-Ak)+an+1-An+1+

故当n′=n+1时,不等式也成立,

综上由①②得|ak-Ak|<(n≥2)成立.

解析

解:(1)∵a1=,an+1=

∴a2=>0,

则a3>0,

由归纳法知an>0,

an+1=

当且仅当an=1取等号,

∵a1=≠1,∴等号不成立,

即an+1<1,则0<an<1

∵an-an+1=an-=an)<0,

∴an<an+1

即0<an<an+1<1;

(2)由(1)知,{an}为正项递增数列,且an<1;

∴kak>a1+a2+a3+…+ak,(k≥2),

故ak-Ak>0,

①当n=2时,,成立,

②假设当n′=n时,|ak-Ak|<成立,

则当n′=n+1时,(ak-Ak)=(ak-Ak)+an+1-An+1

其中an+1-An+1=(an+1-a1)=(an+1-

(ak-Ak)=(ak-Ak)+an+1-An+1+

故当n′=n+1时,不等式也成立,

综上由①②得|ak-Ak|<(n≥2)成立.

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题型: 单选题
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单选题

用数学归纳法证明不等式++…+(n>2)时的过程中,由n=k到n≠k+1时,不等式的左边(  )

A增加了一项

B增加了两项+

C增加了两项+,又减少了一项

D增加了一项,又减少了一项

正确答案

C

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+…+

故由n=k到n≠k+1时,不等式的左边增加了两项+,又减少了一项

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

若命题P(n)对n=k成立,则它对n=k+2也成立,又已知命题P(2)成立,则下列结论正确的是(  )

AP(n)对所有自然数n都成立

BP(n)对所有正偶数n成立

CP(n)对所有正奇数n都成立

DP(n)对所有大于1的自然数n成立

正确答案

B

解析

解:由于若命题P(n)对n=k成立,则它对n=k+2也成立. 又已知命题P(2)成立,

可推出 P(4)、P(6)、P(8)、P(10)、P(12)…均成立,

故选 B.

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题型:简答题
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简答题

(2015春•湖北校级期末)用数学归纳法证明:

正确答案

证明(1)n=1时,

左边=右边,等式成立

(2)假设n=k时等式成立,

则n=k+1时,

左边=

=

∴n=k+1时,等式成立

由(1)(2)知,对一切

解析

证明(1)n=1时,

左边=右边,等式成立

(2)假设n=k时等式成立,

则n=k+1时,

左边=

=

∴n=k+1时,等式成立

由(1)(2)知,对一切

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an},其中(n∈N*

(1)写出{an}的前4项

(2)猜想{an}的通项公式,并用数学归纳法进行证明.

正确答案

解:(1)∵a1=1,an+1=

∴a2===

同理可求,a3=,a4=…(2分)

(2)由(1)猜想an=…(5分)

证明:①当n=1时,a1===1,猜想成立    …(7分)

②假设n=k(k>1且k∈N*)时ak=成立 …(8分)

那么当n=k+1时,ak+1=====

即:n=k+1猜想成立                        …(12分)

综上所述:当n∈N*时an=成立.            …(13分)

解析

解:(1)∵a1=1,an+1=

∴a2===

同理可求,a3=,a4=…(2分)

(2)由(1)猜想an=…(5分)

证明:①当n=1时,a1===1,猜想成立    …(7分)

②假设n=k(k>1且k∈N*)时ak=成立 …(8分)

那么当n=k+1时,ak+1=====

即:n=k+1猜想成立                        …(12分)

综上所述:当n∈N*时an=成立.            …(13分)

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题型:填空题
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填空题

用数学归纳法证明不等式++…+的过程中,由n=k推导n=k+1时,不等式的左边增加的式子是______

正确答案

+-

解析

解:当n=k时,左边的代数式为++…+,(共k项)

当n=k+1时,左边的代数式为++…++(共k+1项)

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,+-

即为不等式的左边增加的项.

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}中,a1=,an≠0,Sn为该数列的前n项和,且Sn+1=an(1-an+1)+Sn,n∈N*

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)若不等式an+an+1+an+2+…+a3n对一切正整数n都成立,求正整数a的最大值,并证明结论.

正确答案

解:(1)∵

∴sn+1-sn=an(1-an+1)∴an+1=an(1-an+1)=an-anan+1

∴an-an+1=anan+1

又an≠0∴

构成以2为首项,以1为公差的等差数列

(2)当n=1时,,即,所以a<26.

而a是正整数,所以取a=25,

下面用数学归纳法证明:

(1)当n=1时,已证;

(2)假设当n=k时,不等式成立,即

则当n=k+1时,有

=

.                              

因为

所以

所以当n=k+1时不等式也成立.                 

由(1)(2)知,对一切正整数n,都有

故a的最大值为25.

解析

解:(1)∵

∴sn+1-sn=an(1-an+1)∴an+1=an(1-an+1)=an-anan+1

∴an-an+1=anan+1

又an≠0∴

构成以2为首项,以1为公差的等差数列

(2)当n=1时,,即,所以a<26.

而a是正整数,所以取a=25,

下面用数学归纳法证明:

(1)当n=1时,已证;

(2)假设当n=k时,不等式成立,即

则当n=k+1时,有

=

.                              

因为

所以

所以当n=k+1时不等式也成立.                 

由(1)(2)知,对一切正整数n,都有

故a的最大值为25.

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题型:简答题
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简答题

(1)定理:若函数f(x)的图象在区间[a,b]上连续,且在(a,b)内可导,则至少存在一点ξ∈(a,b),使得f(b)-f(a)=f′(ξ)(b-a)成立.应用上述定理证明:

①1-

(2)设f(x)=xn(n∈N*).若对任意的实数x,y,f(x)-f(y)=f′()(x-y)恒成立,求n所有可能的值.

正确答案

证明:①f(x)=lnx,f′(ξ)=,x<ξ<y               …(1分)

(注1:只要构造出函数f(x)=lnx即给1分)

故lny-lnx=,又…(*)    …(2分)

即1-<lny-lnx<-1(0<x<y)  …(3分)

②证明:由(*)式可得<ln2-ln1<

<ln3-ln2<

<lnn-ln(n-1)<,…(6分)

上述不等式相加,得<lnn<(n>1)…(8分)

(注:能给出叠加式中的任何一个即给(1分),能给出一般式<lnn-ln(n-1)<,给出2分)

(2)下证当n≥3时,等式f(x)-f(y)=f′()(x-y)不恒成立.

(注:能猜出n≥3时等式不恒成立即给1分)

当n=1时,f(x)-f(y)=f′()(x-y)显然成立.…(9分)

当n=2时,f(x)-f(y)=x2-y2=2()(x-y)=f′()(x-y).…(10分)

下证当n≥3时,等式f(x)-f(y)=f′()(x-y)不恒成立.

不妨设x=2,y=0,则已知条件化为:2n-1=n.                         …(11分)

当n≥3时,2n-1=(1+1)n-1=++…+≥2+=n+1>n,…(13分)

因此,n≥3时方程2n-1=n无解.

故n的所有可能值为1和2.…(14分)

解析

证明:①f(x)=lnx,f′(ξ)=,x<ξ<y               …(1分)

(注1:只要构造出函数f(x)=lnx即给1分)

故lny-lnx=,又…(*)    …(2分)

即1-<lny-lnx<-1(0<x<y)  …(3分)

②证明:由(*)式可得<ln2-ln1<

<ln3-ln2<

<lnn-ln(n-1)<,…(6分)

上述不等式相加,得<lnn<(n>1)…(8分)

(注:能给出叠加式中的任何一个即给(1分),能给出一般式<lnn-ln(n-1)<,给出2分)

(2)下证当n≥3时,等式f(x)-f(y)=f′()(x-y)不恒成立.

(注:能猜出n≥3时等式不恒成立即给1分)

当n=1时,f(x)-f(y)=f′()(x-y)显然成立.…(9分)

当n=2时,f(x)-f(y)=x2-y2=2()(x-y)=f′()(x-y).…(10分)

下证当n≥3时,等式f(x)-f(y)=f′()(x-y)不恒成立.

不妨设x=2,y=0,则已知条件化为:2n-1=n.                         …(11分)

当n≥3时,2n-1=(1+1)n-1=++…+≥2+=n+1>n,…(13分)

因此,n≥3时方程2n-1=n无解.

故n的所有可能值为1和2.…(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+2+…+(2n+1)=(n+1)(2n+1),在验证n=1成立时,左边所得的代数式是(  )

A1

B1+2

C1+2+3

D1+2+3+4

正确答案

C

解析

解:在等式 1+2+…+(2n+1)=(n+1)(2n+1)中,

当n=1时,2n+1=3,

而等式左边起始为1的连续的正整数的和,

故n=1时,等式左边的项为:1+2+3,

故选C.

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题型:简答题
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简答题

用数学归纳法证明斐波拉契数列的通项公式.

正确答案

证明:

当n=1时,

当n=2时,=

假设对一般的n=1,2,3,4,…k时命题成立,那么当n=k+1时:

ak+1=ak-1+ak=

=

=

=

=

综上,命题对于任意的n∈N*都成立.

即斐波拉契数列的通项公式为

解析

证明:

当n=1时,

当n=2时,=

假设对一般的n=1,2,3,4,…k时命题成立,那么当n=k+1时:

ak+1=ak-1+ak=

=

=

=

=

综上,命题对于任意的n∈N*都成立.

即斐波拉契数列的通项公式为

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题型: 单选题
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单选题

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(  )

A1项

Bk项

C2k-1

D2k

正确答案

C

解析

解:由题意,n=k时,最后一项为,n=k+1时,最后一项为

∴由n=k变到n=k+1时,左边增加了2k-(2k-1+1)+1=2k-1

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

用数学归纳法证明(n+1)(n+2)…(n+n)=2n•1•3•5•…•(2n-1)时,从k变到k+1时,左边应增添的因式是(  )

A2k+1

B

C

D2(2k+1)

正确答案

D

解析

解:当n=k时,左边等于 (k+1)(k+2)…(k+k)=(k+1)(k+2)…(2k),

当n=k+1时,左边等于 (k+2)(k+3)…(k+k)(2k+1)(2k+2),

故从“k”到“k+1”的证明,左边需增添的代数式是 =2(2k+1),

故选D.

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题型:简答题
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简答题

(1)若a<<b对x∈(0,)恒成立,求a的最大值与b的最小值.

(2)证明:sin+sin+…+sin,n≥2,n∈N*

正确答案

解:(1)当x>0时,“>a”等价于“sinx-ax>0”,

<b”等价于“sinx-bx<0”.

令g(x)=sinx-cx,则g′(x)=cosx-c.

①当c≤0时,g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立.

②当c≥1时,因为对任意x∈(0,),g′(x)=cosx-c<0,

∴g(x)在区间(0,)上单调递减,

从而g(x)<g(0)=0对任意x∈(0,)恒成立.

③当0<c<1时,存在唯一的x0∈(0,)使得g′(x0)=cosx0-c=0.

g(x)与g′(x)在区间(0,)上的情况如下:

∵g(x)在区间(0,x0)上是增函数,

∴g(x0)>g(0)=0.

于是“g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立”当且仅当g()=1-c≥0,即0<c≤

综上所述,当且仅当c≤时,g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立;

当且仅当c≥1时,g(x)<0对任意x∈(0,)恒成立.

∴若a<<b对任意x∈(0,)恒成立,

则a的最大值为,b的最小值为1.

(2)证明:①当n=2时,,即原不等式成立;

②假设n=k时,原不等式成立,即:

则当n=k+1时,左边=sin+sin+…++

下面只要证明:+,即证明即可.

由(1)可知:=,而

综上可得:命题对于n≥2,n∈N*都成立.

解析

解:(1)当x>0时,“>a”等价于“sinx-ax>0”,

<b”等价于“sinx-bx<0”.

令g(x)=sinx-cx,则g′(x)=cosx-c.

①当c≤0时,g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立.

②当c≥1时,因为对任意x∈(0,),g′(x)=cosx-c<0,

∴g(x)在区间(0,)上单调递减,

从而g(x)<g(0)=0对任意x∈(0,)恒成立.

③当0<c<1时,存在唯一的x0∈(0,)使得g′(x0)=cosx0-c=0.

g(x)与g′(x)在区间(0,)上的情况如下:

∵g(x)在区间(0,x0)上是增函数,

∴g(x0)>g(0)=0.

于是“g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立”当且仅当g()=1-c≥0,即0<c≤

综上所述,当且仅当c≤时,g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立;

当且仅当c≥1时,g(x)<0对任意x∈(0,)恒成立.

∴若a<<b对任意x∈(0,)恒成立,

则a的最大值为,b的最小值为1.

(2)证明:①当n=2时,,即原不等式成立;

②假设n=k时,原不等式成立,即:

则当n=k+1时,左边=sin+sin+…++

下面只要证明:+,即证明即可.

由(1)可知:=,而

综上可得:命题对于n≥2,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}满足2an+1an-3an+1-an+2=0,则n∈N*,a1=

(1)计算a2,a3,a4

(2)猜想数列{a4}的通项公式,并用数学归纳法加以证明.

正确答案

解:(1)∵数列{an}满足2an+1an-3an+1-an+2=0,n∈N*,a1=

∴当n=1时,2a2a1-3a2-a1+2=0,即=0,解得a2=

同理可得:a3=,a4=

(2)由(1)猜想:an=

下面利用数学归纳法证明.

(i)当n=1时,=成立.

(ii)假设当n=k∈N*时,成立.

则n=k+1时,有2ak+1ak-3ak+1-ak+2=0,即-3ak+1-+2=0,

解得ak+1=

∴当n=k+1时,an=成立.

综上可得:∀n∈N*,an=成立.

解析

解:(1)∵数列{an}满足2an+1an-3an+1-an+2=0,n∈N*,a1=

∴当n=1时,2a2a1-3a2-a1+2=0,即=0,解得a2=

同理可得:a3=,a4=

(2)由(1)猜想:an=

下面利用数学归纳法证明.

(i)当n=1时,=成立.

(ii)假设当n=k∈N*时,成立.

则n=k+1时,有2ak+1ak-3ak+1-ak+2=0,即-3ak+1-+2=0,

解得ak+1=

∴当n=k+1时,an=成立.

综上可得:∀n∈N*,an=成立.

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题型:简答题
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简答题

已知数列{an}中,a1=2,对∀n∈N*总有an+1=3an+2成立,

(1)计算a2,a3,a4的值;

(2)根据(1)的结果猜想数列的通项an,并用数学归纳法证明.

正确答案

解:(1)当n=1时,a2=3×2+2=8;…(2分)

当n=2时,a3=3×8+2=26;…(4分)

当n=3时,a4=3×26+2=80;…(6分)

(2)结论:…(8分)

证明:1°当n=1时,显然成立;…(9分)

2°假设当n=k(k∈N*)时成立,即

则当n=k+1时,

所以,当n=k+1时也成立,…(13分)

综合1°2°,可知,对任意n∈N*,总有成立.  …(14分)

解析

解:(1)当n=1时,a2=3×2+2=8;…(2分)

当n=2时,a3=3×8+2=26;…(4分)

当n=3时,a4=3×26+2=80;…(6分)

(2)结论:…(8分)

证明:1°当n=1时,显然成立;…(9分)

2°假设当n=k(k∈N*)时成立,即

则当n=k+1时,

所以,当n=k+1时也成立,…(13分)

综合1°2°,可知,对任意n∈N*,总有成立.  …(14分)

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