- 数学归纳法
- 共1204题
设数列{an}满足.
(Ⅰ)求a2,a3,a4,并由此猜想an的一个通项公式,证明你的结论;
(Ⅱ)若bn=an-1,不等式对一切n∈N*都成立,求正整数m的最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)由a1=2,得a2=-a1+1=3,
由a2=3,得a3=-2a2+1=4,
由a4=-3a3+1=5,
由此猜想an=n+1.
下面用数学归纳法证明:
(1)当n=1时,a1=1+1,猜想成立;
(2)假设当n=k时,猜想成立,即ak=k+1,
那么当n=k+1时,
ak+1=-kak+1=(k+1)2-k(k+1)+1=k+2=(k+1)+1,
由(1)(2)知,对于任意的n∈N*都有an=n+1成立.
(Ⅱ)∵bn=an-1=n,
∴+
+…+
=
+
+…+
,
设f(n)=+
+…+
,
则f(n+1)=+
+…+
+
+
=+
+…+
+
+
-
,
=f(n)+>f(n),
∴f(n+1)>f(n)>…>f(1)==
,
∴m=11.
解析
解:(Ⅰ)由a1=2,得a2=-a1+1=3,
由a2=3,得a3=-2a2+1=4,
由a4=-3a3+1=5,
由此猜想an=n+1.
下面用数学归纳法证明:
(1)当n=1时,a1=1+1,猜想成立;
(2)假设当n=k时,猜想成立,即ak=k+1,
那么当n=k+1时,
ak+1=-kak+1=(k+1)2-k(k+1)+1=k+2=(k+1)+1,
由(1)(2)知,对于任意的n∈N*都有an=n+1成立.
(Ⅱ)∵bn=an-1=n,
∴+
+…+
=
+
+…+
,
设f(n)=+
+…+
,
则f(n+1)=+
+…+
+
+
=+
+…+
+
+
-
,
=f(n)+>f(n),
∴f(n+1)>f(n)>…>f(1)==
,
∴m=11.
给出四个等式:
1=1
1-4=-(1+2)
1-4+9=1+2+3
1-4+9-16=-(1+2+3+4)
…
(1)写出第5,6个等式,并猜测第n(n∈N*)个等式;
(2)用数学归纳法证明你猜测的等式.
正确答案
解:(1)第5行 1-4+9-16+25=1+2+3+4+5-----------------------------------------(2分)
第6行 1-4+9-16+25-36=-(1+2+3+4+5+6)-------------------------------(4分)
第n行等式为:
12-22+32-42+…+(-1)n-1n2=(-1)n-1•(1+2+3+…+n).-------------(6分)
(2)证明:①当n=1时,左边=12=1,
右边=(-1)0×=1,左边=右边,等式成立.--------------------(8分)
②假设n=k(k∈N*)时,等式成立,即12-22+32-42+…+(-1)k-1k2=(-1)k-1•.
则当n=k+1时,
12-22+32-42+…+(-1)k-1k2+(-1)k(k+1)2
=(-1)k-1•+(-1)k(k+1)2
=(-1)k(k+1)•[(k+1)-]
=(-1)k•.
∴当n=k+1时,等式也成立
根据①②可知,对于任何n∈N*等式均成立.--------------------------(12分)
解析
解:(1)第5行 1-4+9-16+25=1+2+3+4+5-----------------------------------------(2分)
第6行 1-4+9-16+25-36=-(1+2+3+4+5+6)-------------------------------(4分)
第n行等式为:
12-22+32-42+…+(-1)n-1n2=(-1)n-1•(1+2+3+…+n).-------------(6分)
(2)证明:①当n=1时,左边=12=1,
右边=(-1)0×=1,左边=右边,等式成立.--------------------(8分)
②假设n=k(k∈N*)时,等式成立,即12-22+32-42+…+(-1)k-1k2=(-1)k-1•.
则当n=k+1时,
12-22+32-42+…+(-1)k-1k2+(-1)k(k+1)2
=(-1)k-1•+(-1)k(k+1)2
=(-1)k(k+1)•[(k+1)-]
=(-1)k•.
∴当n=k+1时,等式也成立
根据①②可知,对于任何n∈N*等式均成立.--------------------------(12分)
用数学归纳法证明:.
正确答案
证明:(1)当n=1时,左边=1×2×3=6,右边==左边,∴等式成立.
(2)设当n=k(k∈N*)时,等式成立,
即.
则当n=k+1时,
左边=1×2×3+2×3×4+…+k×(k+1)×(k+2)+(k+1)(k+2)(k+3)
∴n=k+1时,等式成立.
由(1)、(2)可知,原等式对于任意n∈N*成立.
解析
证明:(1)当n=1时,左边=1×2×3=6,右边==左边,∴等式成立.
(2)设当n=k(k∈N*)时,等式成立,
即.
则当n=k+1时,
左边=1×2×3+2×3×4+…+k×(k+1)×(k+2)+(k+1)(k+2)(k+3)
∴n=k+1时,等式成立.
由(1)、(2)可知,原等式对于任意n∈N*成立.
用数学归纳法证明4n≥n4(n为大于3的正整数).将4换成其他更大的数能否成立并讨论其规律.
正确答案
证明:当n=4时,显然成立,
当n=5时,45=1024,54=625,45>54,成立;
假设n=k(k≥4,k∈N),4k≥k4成立.
当n=k+1时,4k+1=4k•4≥4k4,
4k4-(k+1)4=[2k2-(k+1)2][2k2+(k+1)2]
=(k2-2k-1)[2k2+(k+1)2]=[(k-1)2-2][2k2+(k+1)2],
由于k≥3,则(k-1)2-2>0,2k2+(k+1)2>0,
则有4k4-(k+1)4≥0,
则有n=k+1时,4k+1≥(k+1)4成立.
综上,可得,4n≥n4(n为大于3的正整数).
将4换成其他更大的数,比如m>4,则有mn≥nm(n为大于m-1的正整数).
解析
证明:当n=4时,显然成立,
当n=5时,45=1024,54=625,45>54,成立;
假设n=k(k≥4,k∈N),4k≥k4成立.
当n=k+1时,4k+1=4k•4≥4k4,
4k4-(k+1)4=[2k2-(k+1)2][2k2+(k+1)2]
=(k2-2k-1)[2k2+(k+1)2]=[(k-1)2-2][2k2+(k+1)2],
由于k≥3,则(k-1)2-2>0,2k2+(k+1)2>0,
则有4k4-(k+1)4≥0,
则有n=k+1时,4k+1≥(k+1)4成立.
综上,可得,4n≥n4(n为大于3的正整数).
将4换成其他更大的数,比如m>4,则有mn≥nm(n为大于m-1的正整数).
如果命题P(n)对n=k成立,则它对n=k+1也成立,现已知P(n)对n=4不成立,则下列结论正确的是
[ ]
正确答案
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