- 数学归纳法
- 共1204题
已知多项式.
(Ⅰ)求f(-1)及f(2)的值;
(Ⅱ)试探求对一切整数n,f(n)是否一定是整数?并证明你的结论.
正确答案
解:(Ⅰ)f(-1)=
(Ⅱ)(1)先用数学归纳法证明:对一切正整数n,f(n)是整数.
①当n=1时,f(1)=1,结论成立.
②假设当n=k(k≥1,k∈N)时,结论成立,即是整数,则当n=k+1时,
=
=f(k)+k4+4k3+6k2+4k+1
根据假设f(k)是整数,而k4+4k3+6k2+4k+1显然是整数.
∴f(k+1)是整数,从而当n=k+1时,结论也成立.
由①、②可知对对一切正整数n,f(n)是整数.…(7分)
(2)当n=0时,f(0)=0是整数.…(8分)
(3)当n为负整数时,令n=-m,则m是正整数,由(1)f(m)是整数,
所以=
=-f(m)+m4是整数.
综上,对一切整数n,f(n)一定是整数.…(10分)
解析
解:(Ⅰ)f(-1)=
(Ⅱ)(1)先用数学归纳法证明:对一切正整数n,f(n)是整数.
①当n=1时,f(1)=1,结论成立.
②假设当n=k(k≥1,k∈N)时,结论成立,即是整数,则当n=k+1时,
=
=f(k)+k4+4k3+6k2+4k+1
根据假设f(k)是整数,而k4+4k3+6k2+4k+1显然是整数.
∴f(k+1)是整数,从而当n=k+1时,结论也成立.
由①、②可知对对一切正整数n,f(n)是整数.…(7分)
(2)当n=0时,f(0)=0是整数.…(8分)
(3)当n为负整数时,令n=-m,则m是正整数,由(1)f(m)是整数,
所以=
=-f(m)+m4是整数.
综上,对一切整数n,f(n)一定是整数.…(10分)
在数列{an}中,已知a1=1,且an+1=.
(1)求a2,a3,a4;
(2)猜想数列{an}的通项公式;
(3)试用数学归纳法证明(2)中猜想.
正确答案
解:(1)∵a1=1,an+1=,
∴a2==
,a3=
=
,a4=
=
.
(2)由(1),a1=,a2=
,a3=
,a4=
,
可以猜想an=.
(3)用数学归纳法证明:
ⅰ)当n=1时,a1==1,所以当n=1时猜想成立.
ⅱ)假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即ak=,
当n=k+1时,ak+1==
=
,
所以当n=k+1时猜想也成立.
由ⅰ)和ⅱ)可知,猜想对任意的n∈N*都成立.
所以an=.
解析
解:(1)∵a1=1,an+1=,
∴a2==
,a3=
=
,a4=
=
.
(2)由(1),a1=,a2=
,a3=
,a4=
,
可以猜想an=.
(3)用数学归纳法证明:
ⅰ)当n=1时,a1==1,所以当n=1时猜想成立.
ⅱ)假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即ak=,
当n=k+1时,ak+1==
=
,
所以当n=k+1时猜想也成立.
由ⅰ)和ⅱ)可知,猜想对任意的n∈N*都成立.
所以an=.
已知数列计算S1,S2,S3,根据据算结果,猜想Sn的表达式,并用数学归纳法进行证明.
正确答案
解:
猜想:
下面用数学归纳法加以证明:①n=1时,左边,右边
②假设n=k时,猜想成立,即
=
∴n=k+1时猜想也成立
根据1,2可知猜想对任何n∈N*都成立.
解析
解:
猜想:
下面用数学归纳法加以证明:①n=1时,左边,右边
②假设n=k时,猜想成立,即
=
∴n=k+1时猜想也成立
根据1,2可知猜想对任何n∈N*都成立.
已知数列{an}:a1=1、a2=2、a3=r且an+3=an+2(n∈N*),与数列{bn}:b1=1、b2=0、b3=-1、b4=0且bn+4=bn(n∈N*).记Tn=b1a1+b2a2+b3a3+…+bnan.
(1)若a1+a2+a3+…+a9=34,求r的值;
(2)求T12的值,并求证当n∈N*时,T12n=-4n;
(3)已知r>0,且存在正整数m,使得在T12m+1,T12m+2,…,T12m+12中有4项为100.求r的值,并指出哪4项为100.
正确答案
解:(1)求得a1=1,a2=2,a3=r,a4=3,a5=4,a6=r+2,a7=5,a8=6,a9=r+4
所以由a1+a2+a3+…+a9=34,可得.
(2)因为b1=1、b2=0、b3=-1、b4=0且bn+4=bn(n∈N*).
a1=1,a2=2,a3=r,a4=3,a5=4,a6=r+2,a7=5,a8=6,a9=r+4…
T12=b1a1+b2a2+b3a3+…+b12a12=-4,T12n=-4n,
用数学归纳法证明:
当n∈Z+时,T12n=-4n.
①当n=1时,T12=a1-a3+a5-a7+a9-a11=-4,
等式成立
②假设n=k时等式成立,即T12k=-4k,
那么当n=k+1时,
T12(k+1)=T12k+a12k+1-a12k+3+a12k+5-a12k+7+a12k+9-a12k+11
=-4k+(8k+1)-(8k+r)+(8k+4)-(8k+5)+(8k+r+4)-(8k+8)
=-4k-4=-4(k+1),
等式也成立.
根据①和②可以断定:当n∈Z+时,T12n=-4n.
(3)解:T12m=-4m(m≥1).
当n=12m+1,12m+2时,Tn=4m+1;
当n=12m+3,12m+4时,Tn=-4m+1-r;
当n=12m+5,12m+6时,Tn=4m+5-r;
当n=12m+7,12m+8时,Tn=-4m-r;
当n=12m+9,12m+10时,Tn=4m+4;
当n=12m+11,12m+12时,Tn=-4m-4.
∵4m+1是奇数,-4m+1-r,-4m-r,-4m-4均为负数,
∴这些项均不可能取到100.
∴4m+5-r=4m+4=100,解得m=24,r=1.
此时T293,T294,T297,T298为100.
解析
解:(1)求得a1=1,a2=2,a3=r,a4=3,a5=4,a6=r+2,a7=5,a8=6,a9=r+4
所以由a1+a2+a3+…+a9=34,可得.
(2)因为b1=1、b2=0、b3=-1、b4=0且bn+4=bn(n∈N*).
a1=1,a2=2,a3=r,a4=3,a5=4,a6=r+2,a7=5,a8=6,a9=r+4…
T12=b1a1+b2a2+b3a3+…+b12a12=-4,T12n=-4n,
用数学归纳法证明:
当n∈Z+时,T12n=-4n.
①当n=1时,T12=a1-a3+a5-a7+a9-a11=-4,
等式成立
②假设n=k时等式成立,即T12k=-4k,
那么当n=k+1时,
T12(k+1)=T12k+a12k+1-a12k+3+a12k+5-a12k+7+a12k+9-a12k+11
=-4k+(8k+1)-(8k+r)+(8k+4)-(8k+5)+(8k+r+4)-(8k+8)
=-4k-4=-4(k+1),
等式也成立.
根据①和②可以断定:当n∈Z+时,T12n=-4n.
(3)解:T12m=-4m(m≥1).
当n=12m+1,12m+2时,Tn=4m+1;
当n=12m+3,12m+4时,Tn=-4m+1-r;
当n=12m+5,12m+6时,Tn=4m+5-r;
当n=12m+7,12m+8时,Tn=-4m-r;
当n=12m+9,12m+10时,Tn=4m+4;
当n=12m+11,12m+12时,Tn=-4m-4.
∵4m+1是奇数,-4m+1-r,-4m-r,-4m-4均为负数,
∴这些项均不可能取到100.
∴4m+5-r=4m+4=100,解得m=24,r=1.
此时T293,T294,T297,T298为100.
已知数列{an}满足,且Sn=n(2n-1)an,
(1)求a2,a3的值;猜想an的表达式并用数学归纳法证明
(2)求.
正确答案
解:(1),
…(2分)
猜想:(3分)
下证明:
①当n=1时,,满足题意,正确.
②假设n=k时猜想正确,即,
那么Sk+1=(k+1)(2k+1)ak+1,
Sk=k(2k-1)ak,
两式作差可得:ak+1=(k+1)(2k+1)ak+1-k(2k-1)×,
ak+1(2k2+3k)=
∴═
,
由①②可知猜想正确.…(8分)
(2)
∴…(12分)
解析
解:(1),
…(2分)
猜想:(3分)
下证明:
①当n=1时,,满足题意,正确.
②假设n=k时猜想正确,即,
那么Sk+1=(k+1)(2k+1)ak+1,
Sk=k(2k-1)ak,
两式作差可得:ak+1=(k+1)(2k+1)ak+1-k(2k-1)×,
ak+1(2k2+3k)=
∴═
,
由①②可知猜想正确.…(8分)
(2)
∴…(12分)
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