- 数学归纳法
- 共1204题
已知数列{an}满足a1=0,a2=1,当n∈N*时,an+2=an+1+an.求证:数列{an}的第4m+1(m∈N*)项能被3整除.
正确答案
证明:(1)当m=1时,a4m+1=a5=a4+a3=(a3+a2)+(a2+a1)=(a2+a1)+2a2+a1=3a2+2a1=3+0=3,
即当m=1时,第4m+1项能被3整除,命题成立;
(2)假设当m=k时,a4k+1能被3整除,
则当m=k+1时,
a4(k+1)+1=a4k+5=a4k+4+a4k+3=2a4k+3+a4k+2=2(a4k+2+a4k+1)+a4k+2=3a4k+2+2a4k+1.
显然,3a4k+2能被3整除,又由假设知a4k+1能被3整除,
∴3a4k+2+2a4k+1能被3整除.
即当m=k+1时,a4(k+1)+1也能被3整除.命题也成立.
由(1)和(2)知,对于任意n∈N*,数列{an}中的第4m+1(m∈N*)项能被3整除.
解析
证明:(1)当m=1时,a4m+1=a5=a4+a3=(a3+a2)+(a2+a1)=(a2+a1)+2a2+a1=3a2+2a1=3+0=3,
即当m=1时,第4m+1项能被3整除,命题成立;
(2)假设当m=k时,a4k+1能被3整除,
则当m=k+1时,
a4(k+1)+1=a4k+5=a4k+4+a4k+3=2a4k+3+a4k+2=2(a4k+2+a4k+1)+a4k+2=3a4k+2+2a4k+1.
显然,3a4k+2能被3整除,又由假设知a4k+1能被3整除,
∴3a4k+2+2a4k+1能被3整除.
即当m=k+1时,a4(k+1)+1也能被3整除.命题也成立.
由(1)和(2)知,对于任意n∈N*,数列{an}中的第4m+1(m∈N*)项能被3整除.
在数列{an}中,已知.
(1)求a2,a3,a4,并由此猜想数列{an}的通项公式an的表达式;
(2)用适当的方法证明你的猜想.
正确答案
解:(1)∵.
∴….(1分)
…(2分)
…(3分)
由此猜想数列{an}的通项公式…..(5分)
(2)下面用数学归纳法证明
①当n=1时,,猜想成立…..(6分)
②假设当n=k(k∈N+,k≥1)猜想成立,即….(7分)
∵.…(8分)
∴…(12分)
即当n=k+1时猜想也成立…..(13分)
根据①和②,可知猜想对任何n∈N+都成立…..(14分)
(用其他方法正确证明也给分)
解析
解:(1)∵.
∴….(1分)
…(2分)
…(3分)
由此猜想数列{an}的通项公式…..(5分)
(2)下面用数学归纳法证明
①当n=1时,,猜想成立…..(6分)
②假设当n=k(k∈N+,k≥1)猜想成立,即….(7分)
∵.…(8分)
∴…(12分)
即当n=k+1时猜想也成立…..(13分)
根据①和②,可知猜想对任何n∈N+都成立…..(14分)
(用其他方法正确证明也给分)
在各项为正的数列{an}中,数列的前n项和Sn满足Sn=.
(1)求出a1,a2,a3的值.
(2)由(1)猜想数列{an}的通项公式,并证明你的结论.
正确答案
解:(1),得
,由an>0,∴a1=1.(1分)
,得
,∴
,(3分)
同理,求得.(5分)
(2)猜想.(6分)
①n=1时,命题成立.(7分)
②假设n=k时,(*)成立,
则n=k+1时,
把 (*)代入上式,化简得,,
∴(负舍),即n=k+1时,命题成立.
由①②得,.(14分)
解析
解:(1),得
,由an>0,∴a1=1.(1分)
,得
,∴
,(3分)
同理,求得.(5分)
(2)猜想.(6分)
①n=1时,命题成立.(7分)
②假设n=k时,(*)成立,
则n=k+1时,
把 (*)代入上式,化简得,,
∴(负舍),即n=k+1时,命题成立.
由①②得,.(14分)
已知等比数列{an}的公比q≠1,a1=3,且3a2、2a3、a4成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn},b1=q,bn=3an-1+rbn-1(n≥2,n∈N*)(r为常数,且qr≠0,r≠3).
①写出b2,b3,b4;
②试推测出bn用q,r,n表示的公式,并用数学归纳法证明你推测的结论.
正确答案
解:(1)∵3a2、2a3、a4成等差数列,
∴4a3=3a2+a4,∴
∵q≠0,a1=3,
∴q2-4q+3=0
∵q≠1,∴q=3
∵a1=3,∴=3n;
(2)①∵b1=q,∴b2=3a1+rb1=3(3+r);b3=3a2+rb2=3(32+3r+r2);
b4=3a3+rb3=3(33+32r+3r2+r3);
②bn=3(3n-1+3n-2r+…+3rn-2+rn-1),
∵r≠3,∴bn=
用数学归纳法证明如下.
①n=2时,=3(3+r),结论成立;
②假设n=k时,结论成立,即bk=
∴n=k+1时,bk+1=3ak+rbk==
即n=k+1时,结论成立
由①②可知结论成立.
解析
解:(1)∵3a2、2a3、a4成等差数列,
∴4a3=3a2+a4,∴
∵q≠0,a1=3,
∴q2-4q+3=0
∵q≠1,∴q=3
∵a1=3,∴=3n;
(2)①∵b1=q,∴b2=3a1+rb1=3(3+r);b3=3a2+rb2=3(32+3r+r2);
b4=3a3+rb3=3(33+32r+3r2+r3);
②bn=3(3n-1+3n-2r+…+3rn-2+rn-1),
∵r≠3,∴bn=
用数学归纳法证明如下.
①n=2时,=3(3+r),结论成立;
②假设n=k时,结论成立,即bk=
∴n=k+1时,bk+1=3ak+rbk==
即n=k+1时,结论成立
由①②可知结论成立.
设函数.
(1)求函数f2(x)在上的值域;
(2)证明对于每一个n∈N*,在上存在唯一的xn,使得fn(xn)=0;
(3)求f1(a)+f2(a)+…+fn(a)的值.
正确答案
(1)解:,
由,令
,则y=4t2+2t-4.
对称轴,∴y=4t2+2t-4在
上单调递增,∴f2(x)在
上的值域为
.…(4分)
(2)证明:∵对于1≤x1<x2≤2,m∈N*有,
,从而
,∴
,m∈N*,在
上单调递减,
∴,在
上单调递减.
又,
.…(7分)
当n≥2时,,
又f1(2)=-2+1=-1<0,即对于任意自然数n有,
∴对于每一个n∈N*,存在唯一的,使得fn(xn)=0…(11分)
(3)解:.
当a=2时,,∴
.…(14分)
当a≠2且a≠0时,.
∴…(18分)
解析
(1)解:,
由,令
,则y=4t2+2t-4.
对称轴,∴y=4t2+2t-4在
上单调递增,∴f2(x)在
上的值域为
.…(4分)
(2)证明:∵对于1≤x1<x2≤2,m∈N*有,
,从而
,∴
,m∈N*,在
上单调递减,
∴,在
上单调递减.
又,
.…(7分)
当n≥2时,,
又f1(2)=-2+1=-1<0,即对于任意自然数n有,
∴对于每一个n∈N*,存在唯一的,使得fn(xn)=0…(11分)
(3)解:.
当a=2时,,∴
.…(14分)
当a≠2且a≠0时,.
∴…(18分)
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