- 数学归纳法
- 共1204题
是否存在常数a、b、c,使等式对一切n∈N*都成立?证明你的结论.
正确答案
证明:假设存在符合题意的常数a,b,c,
在等式中,
令n=1,得1=a+b+c ①
令n=2,得=2a+b+
②
令n=3,得 ③
由①②③解得a=,b=
,c=
,
于是,对于n=1,2,3都有
=
(*)成立.
下面用数学归纳法证明:对于一切正整数n,(*)式都成立.
(1)当n=1时,由上述知,(*)成立.
(2)假设n=k(k≥1)时,(*)成立,
即=
那么当n=k+1时,
=
=
==
由此可知,当n=k+1时,(*)式也成立.
综上所述,当a=,b=
,c=
时题设的等式对于一切正整数n都成立.
解析
证明:假设存在符合题意的常数a,b,c,
在等式中,
令n=1,得1=a+b+c ①
令n=2,得=2a+b+
②
令n=3,得 ③
由①②③解得a=,b=
,c=
,
于是,对于n=1,2,3都有
=
(*)成立.
下面用数学归纳法证明:对于一切正整数n,(*)式都成立.
(1)当n=1时,由上述知,(*)成立.
(2)假设n=k(k≥1)时,(*)成立,
即=
那么当n=k+1时,
=
=
==
由此可知,当n=k+1时,(*)式也成立.
综上所述,当a=,b=
,c=
时题设的等式对于一切正整数n都成立.
已知数列{an},a1=3,,(n∈N*).
(Ⅰ)求a2,a3,a4的值;
(Ⅱ)猜想an的通项公式,并用数学归纳法加以证明.
正确答案
解:( I)∵a1=3,且,
∴,
,
;
( II)由(1)猜想,下面用数学归纳法进行证明.
①当n=1时,,满足要求,猜想成立;
②假设n=k(k≥1且k∈N*)时,猜想成立,即,
那么当n=k+1时,,
这就表明当n=k+1时,猜想成立.
根据(1),(2)可以断定,对所有的正整数该猜想成立,即.
解析
解:( I)∵a1=3,且,
∴,
,
;
( II)由(1)猜想,下面用数学归纳法进行证明.
①当n=1时,,满足要求,猜想成立;
②假设n=k(k≥1且k∈N*)时,猜想成立,即,
那么当n=k+1时,,
这就表明当n=k+1时,猜想成立.
根据(1),(2)可以断定,对所有的正整数该猜想成立,即.
找一个最小的正整数m,使得当正整数n≥m时,2n-1>(n-1)2 恒成立,并用数学归纳法证明这个不等式.
正确答案
解:当n=1时2n-1>(n-1)2 当n=2时,2n-1>(n-1)2 当n=3时,2n-1=(n-1)2 当n=4时2n-1<(n-1)2 当n=5时2n-1=(n-1)2 当n=6时 2n-1>(n-1)2
当n=7,8时 2n-1>(n-1)2
…
猜想当n≥6,2n-1>(n-1)2 恒成立.m的最小值为6.
或令n-1=t,在同一平面直角坐标系内函数y=2t与y=t2的图象
交于两点(2,4),(4,16),当t≥5时2t>t2,所以当n≥6时,2n-1>(n-1)2 恒成立,得m的最小值为6.
数学归纳法证明:
(1)当n=6时,26-1=25=32,(6-1)2=25,32>25,2n-1>(n-1)2 成立
(2)假设当n=k(k≥6)时不等式成立,即有2k-1>(k-1)2
则当n=k+1时,2(k+1)-1=2k=2•2k-1>2•(k-1)2=k2+[(k-2)2-2]>k2 (∵(k-2)2-2>0)
=[(k+1)-1]2,即是说 当n=k+1时不等式也成立.
由(1)(2)可知当n≥6,时2n-1>(n-1)2 恒成立.
解析
解:当n=1时2n-1>(n-1)2 当n=2时,2n-1>(n-1)2 当n=3时,2n-1=(n-1)2 当n=4时2n-1<(n-1)2 当n=5时2n-1=(n-1)2 当n=6时 2n-1>(n-1)2
当n=7,8时 2n-1>(n-1)2
…
猜想当n≥6,2n-1>(n-1)2 恒成立.m的最小值为6.
或令n-1=t,在同一平面直角坐标系内函数y=2t与y=t2的图象
交于两点(2,4),(4,16),当t≥5时2t>t2,所以当n≥6时,2n-1>(n-1)2 恒成立,得m的最小值为6.
数学归纳法证明:
(1)当n=6时,26-1=25=32,(6-1)2=25,32>25,2n-1>(n-1)2 成立
(2)假设当n=k(k≥6)时不等式成立,即有2k-1>(k-1)2
则当n=k+1时,2(k+1)-1=2k=2•2k-1>2•(k-1)2=k2+[(k-2)2-2]>k2 (∵(k-2)2-2>0)
=[(k+1)-1]2,即是说 当n=k+1时不等式也成立.
由(1)(2)可知当n≥6,时2n-1>(n-1)2 恒成立.
已知数列{an}的前n项和为Sn,且对任意的n∈N*都有Sn=2an-n,
(1)求数列{an}的前三项a1,a2,a3,
(2)猜想数列{an}的通项公式an,并用数学归纳法证明.
正确答案
解:(1)令n=1,S1=2a1-1.∴a1=1
又Sn+1=2an+1-(n+1),Sn=2an-n,
两式相减得,an+1=2an+1-2an-1,∴an+1=2an+1
∴a2=3,a3=7
(2)猜想an=2n-1
证明如下:①由(1)知,n=1时,结论成立;
②设n=k时,结论成立,即
则n=k+1时,=2k+1-1
即n=k+1时,结论成立
由①②可知,猜想成立.
解析
解:(1)令n=1,S1=2a1-1.∴a1=1
又Sn+1=2an+1-(n+1),Sn=2an-n,
两式相减得,an+1=2an+1-2an-1,∴an+1=2an+1
∴a2=3,a3=7
(2)猜想an=2n-1
证明如下:①由(1)知,n=1时,结论成立;
②设n=k时,结论成立,即
则n=k+1时,=2k+1-1
即n=k+1时,结论成立
由①②可知,猜想成立.
设函数f(n)=(2n+9)•3n+1+9,当 n∈N*时,f(n)能被m(m∈N*)整除,猜想m的最大值为( )
正确答案
解析
解:∵f(1)=108=36×3,f(2)=360=36×10,f(3)=136×9=36×34,可猜想f(n)=(2n+9)•3n+1+9能被36整除,m的最大值为36.
证明:(1)当n=1时,f(1)=108=36×3,猜想成立;
(2)假设n=k时,f(k)=(2k+9)•3k+1+9能被36整除,
则当n=k+1时,f(k+1)=[2(k+1)+9]•3(k+1)+1+9
=(2k+9)•3(k+1)+1+2•3(k+1)+1+9
=[3(2k+9)•3k+1+9]+6•3k+1
=3[(2k+9)•3k+1+9]-18+18•3k
=3[(2k+9)•3k+1+9]+18(3k-1)(k≥1,k∈N*),
∵f(k)=(2k+9)•3k+1+9能被36整除,
∴3[(2k+9)•3k+1+9]能被36整除,①
又k≥1,k∈N*,
∴3k-1能被2整除,18(3k-1)能被36整除,②
由①②知,f(k+1)=3[(2k+9)•3k+1+9]+18(3k-1)(k≥1,k∈N*)能被36整除,
即n=k+1时猜想也成立,
由(1)(2)知,f(n)=(2n+9)•3n+1+9能被36整除,m的最大值为36.
故选:D.
扫码查看完整答案与解析