- 数学归纳法
- 共1204题
(2015秋•黄浦区期末)用数学归纳法证明“1++
+…+
<n(n∈N*,n>1)”时,由n=k(k>1)不等式成立,推证n=k+1时,左边应增加的项数是______.
正确答案
2k
解析
解:左边的特点:分母逐渐增加1,末项为;
由n=k,末项为到n=k+1,末项为
,∴应增加的项数为2k.
故答案为2k.
用数学归纳法证明+cosα+cos3α+…+cos(2n-1)α=
(k∈Z*,α≠kπ,n∈N+),在验证n=1时,左边计算所得的项是______.
正确答案
+cosα
解析
解:在等式+cosα+cos3α+…+cos(2n-1)α=
中,
当n=1时,2n-1=1,
而等式左边起始为的,后面再加上α的连续的正整数倍的余弦值的和,
故n=1时,等式左边的项为:+cosα,
故答案为:+cosα.
已知数列{an}满足:.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式an;
(Ⅱ)设数列{an}的前n项和为Sn,求证:;
(Ⅲ)若,设数列{cn}前n项和为Tn,求证:对n∈N*,恒有
.
正确答案
解:(Ⅰ) ,
,…
n≥2时,.
将上面n-1个等式相加,得,
得(n≥2).n≥2时,(3分)
又n=1时,∴对n∈N*,恒有
.(4分)
(Ⅱ).
.
又,
所以要证明,只需证明
,
即证明tn+1-(t-1)n-t>0.(6分)
下面证明:tn+1-(t-1)n-t>0.
(方法一)数学归纳法:
证明:①当n=1时,∵t≥2,∴t2-2t+1=(t-1)2>0,命题成立.
②假设当n=k时,命题成立,即tk+1-(t-1)k-t>0,
那么当n=k+1时,∵tk+1-(t-1)k-t>0,∴tk+2-(t2-t)k-t2>0
∴tk+2-(t-1)(k+1)-t>(t2-t)k+t2-(t-1)(k+1)-t=(t-1)2k+(t-1)2>0,命题也成立.
综上所述对于n∈N•,命题都成立,
∴tn+1-(t-1)n-t>0,
∴.…(8分)
(方法二)∵n≥1,∴n+1≥2,
∴tn+1=[1+(t-1)]n+1=Cn+10+Cn+11(t-1)+Cn+12(t-1)2+…+Cn+1n+1(t-1)n+1>Cn+10+Cn+11(t-1)
=1+(n+1)(t-1)
=(t-1)n+t.
∴tn+1-(t-1)n-t>0,∴.(8分)
(方法三)令f(x)=tx+1-[(t-1)x+t](x≥1),
∴f′(x)=tx+1lnt-t+1>0,
∴f(x)在(0,+∞)是单调递增函数,
∴对于x≥1,总有f(x)≥f(1)=(t-1)2>0,
从而对于n∈N*,tn+1-(t-1)n-t>0成立,
∴.(8分)
(方法四)要证明,只需证明
,只需证明
,
只需证明,即只需证明tn>n+1,构造函数f(x)=tx-t-1(x≥1),
则 f′(x)=txlnt-1>0,
∴f(x)在[1,+∞)是单调递增函数,∴f(x)≥f(1)=t-2≥0,
∴由以上分析法可知:tn>n+1,∴.(8分)
(Ⅲ)由(Ⅰ)知bn=2n,∴,
∴.(9分)
当n=1时,显然.
当n>1时,.(10分)
∴
=.(12分)
解析
解:(Ⅰ) ,
,…
n≥2时,.
将上面n-1个等式相加,得,
得(n≥2).n≥2时,(3分)
又n=1时,∴对n∈N*,恒有
.(4分)
(Ⅱ).
.
又,
所以要证明,只需证明
,
即证明tn+1-(t-1)n-t>0.(6分)
下面证明:tn+1-(t-1)n-t>0.
(方法一)数学归纳法:
证明:①当n=1时,∵t≥2,∴t2-2t+1=(t-1)2>0,命题成立.
②假设当n=k时,命题成立,即tk+1-(t-1)k-t>0,
那么当n=k+1时,∵tk+1-(t-1)k-t>0,∴tk+2-(t2-t)k-t2>0
∴tk+2-(t-1)(k+1)-t>(t2-t)k+t2-(t-1)(k+1)-t=(t-1)2k+(t-1)2>0,命题也成立.
综上所述对于n∈N•,命题都成立,
∴tn+1-(t-1)n-t>0,
∴.…(8分)
(方法二)∵n≥1,∴n+1≥2,
∴tn+1=[1+(t-1)]n+1=Cn+10+Cn+11(t-1)+Cn+12(t-1)2+…+Cn+1n+1(t-1)n+1>Cn+10+Cn+11(t-1)
=1+(n+1)(t-1)
=(t-1)n+t.
∴tn+1-(t-1)n-t>0,∴.(8分)
(方法三)令f(x)=tx+1-[(t-1)x+t](x≥1),
∴f′(x)=tx+1lnt-t+1>0,
∴f(x)在(0,+∞)是单调递增函数,
∴对于x≥1,总有f(x)≥f(1)=(t-1)2>0,
从而对于n∈N*,tn+1-(t-1)n-t>0成立,
∴.(8分)
(方法四)要证明,只需证明
,只需证明
,
只需证明,即只需证明tn>n+1,构造函数f(x)=tx-t-1(x≥1),
则 f′(x)=txlnt-1>0,
∴f(x)在[1,+∞)是单调递增函数,∴f(x)≥f(1)=t-2≥0,
∴由以上分析法可知:tn>n+1,∴.(8分)
(Ⅲ)由(Ⅰ)知bn=2n,∴,
∴.(9分)
当n=1时,显然.
当n>1时,.(10分)
∴
=.(12分)
已知函数,数列{xn}满足x1=1,xn+1=f(xn),n∈N*
(1)求数列{xn}的通项公式.
(2)记an=xnxn+1,Sn=a1+a2+…+an,n∈N*,求证:Sn<3.
正确答案
解:(1)由题意,
由得
∴(4分)
于是数列是以公差为
的等差数列,且首项为1,
故,
所以. (8分)
证明:(2)(11分)
∴
=(15分)
解析
解:(1)由题意,
由得
∴(4分)
于是数列是以公差为
的等差数列,且首项为1,
故,
所以. (8分)
证明:(2)(11分)
∴
=(15分)
证明:等式 成立.
正确答案
证明:分子分母同除以n2,得:
,
故原等式成立.
解析
证明:分子分母同除以n2,得:
,
故原等式成立.
扫码查看完整答案与解析