- 数学归纳法
- 共1204题
(1)分别计算:(1-),(1-
)(1-
),(1-
)(1-
)(1-
)的值.
(2)根据(1)计算,猜想Tn=(1-)(1-
)(1-
)…(1-
)的表达式;
(3)用数学归纳法证明你的猜想.
正确答案
解:(1)1-=
,(1-
)(1-
)=
=
,(1-
)(1-
)(1-
)=
.
(2)由(1)猜想:Tn=(1-)(1-
)(1-
)…(1-
)=
;
(3)利用数学归纳法证明:
①当n=1时,成立;
②假设当n=k(k∈N*)时,Tk=.
则当n=k+1时,Tk+1=Tk•=
•
=
=
.
∴当n=k+1时,命题成立.
综上可得:∀n∈N*,Tn=(1-)(1-
)(1-
)…(1-
)=
成立.
解析
解:(1)1-=
,(1-
)(1-
)=
=
,(1-
)(1-
)(1-
)=
.
(2)由(1)猜想:Tn=(1-)(1-
)(1-
)…(1-
)=
;
(3)利用数学归纳法证明:
①当n=1时,成立;
②假设当n=k(k∈N*)时,Tk=.
则当n=k+1时,Tk+1=Tk•=
•
=
=
.
∴当n=k+1时,命题成立.
综上可得:∀n∈N*,Tn=(1-)(1-
)(1-
)…(1-
)=
成立.
已知n为正偶数,用数学归纳法证明时,若已假设n=k(k≥2,k为偶数)时命题为真,则还需要用归纳假设再证n=______时等式成立.
正确答案
k+2
解析
解:用数学归纳法证明时,
若已假设n=k(k≥2,k为偶数)时命题为真,因为n只能取偶数,所以还需要证明n=k+2成立.
故答案为k+2.
数列{an}的前n项和为Sn,且a1=,Sn=n2an-n(n-1),n=1,2,…
(1)写出Sn与Sn-1的递推关系式(n≥2),并求S2,S3,S4的值;
(2)猜想Sn关于n的表达式,并用数学归纳法证明.
正确答案
解:(1)由已知,将an=Sn-Sn-1代入得,,即
,
n>2时,,
由可得
;
;
;
(2)由(1)可猜想;
用数学归纳法证明如下:
①当n=1时,=
,猜想成立;
②假设n=k猜想成立,即,则n=k+1时,
=
=
=
故当n=k+1时,,猜想成立.
由①②可得,对一切正整数都成立;
∴Sn关于n的表达式为.
解析
解:(1)由已知,将an=Sn-Sn-1代入得,,即
,
n>2时,,
由可得
;
;
;
(2)由(1)可猜想;
用数学归纳法证明如下:
①当n=1时,=
,猜想成立;
②假设n=k猜想成立,即,则n=k+1时,
=
=
=
故当n=k+1时,,猜想成立.
由①②可得,对一切正整数都成立;
∴Sn关于n的表达式为.
设正数数列{an}的前n项之和为Sn满足Sn=
①先求出a1,a2,a3,a4的值,然后猜想数列{an}的通项公式,并用数学归纳法加以证明.
②设,数列{bn}的前n项和为Tn.
正确答案
解:①在 Sn=中,令n=1可得,a1=
,∴a1=1. 令n=2 可得,1+a2=
,
a2 =3,同理可求,a3=5,a4=7.
猜测an=2n-1.
证明:当n=1时,猜测显然成立,假设 ak=2k-1,
则由 ak+1=sk+1-sk=-
=
-k2,解得 ak+1=2k+1,
故n=k+1时,猜测仍然成立,
③∵=
=
(
-
),
∴Tn=[(1-
)+(
)+(
)+…+(
-
)]=
(1-
)
=.
解析
解:①在 Sn=中,令n=1可得,a1=
,∴a1=1. 令n=2 可得,1+a2=
,
a2 =3,同理可求,a3=5,a4=7.
猜测an=2n-1.
证明:当n=1时,猜测显然成立,假设 ak=2k-1,
则由 ak+1=sk+1-sk=-
=
-k2,解得 ak+1=2k+1,
故n=k+1时,猜测仍然成立,
③∵=
=
(
-
),
∴Tn=[(1-
)+(
)+(
)+…+(
-
)]=
(1-
)
=.
已知函数.
(I)当a=1时,求f(x)在x∈[1,+∞)最小值;
(Ⅱ)若f(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;
(Ⅲ)求证:(n∈N*).
正确答案
解:(I),定义域为(0,+∞).
∵,
∴f(x)在(0,+∞)上是增函数.
当x≥1时,f(x)≥f(1)=1; (3分)
(Ⅱ)∵,
∵若f(x)存在单调递减区间,
∴f′(x)<0有正数解.即ax2+2(a-1)x+a<0有x>0的解. (5分)
①当a=0时,明显成立.
②当a<0时,y=ax2+2(a-1)x+a为开口向下的抛物线,ax2+2(a-1)x+a<0总有x>0的解;
③当a>0时,y=ax2+2(a-1)x+a开口向上的抛物线,
即方程ax2+2(a-1)x+a=0有正根.
因为x1x2=1>0,
所以方程ax2+2(a-1)x+a=0有两正根.
,解得
.
综合①②③知:. (9分)
(Ⅲ)
(法一)根据(Ⅰ)的结论,当x>1时,,即
.
令,则有
,
∴.
∵,
∴. (12分)
(法二)当n=1时,ln(n+1)=ln2.
∵3ln2=ln8>1,∴,即n=1时命题成立.
设当n=k时,命题成立,即 .
∴n=k+1时,.
根据(Ⅰ)的结论,当x>1时,,即
.
令,则有
,
则有,即n=k+1时命题也成立.
因此,由数学归纳法可知不等式成立. (12分)
解析
解:(I),定义域为(0,+∞).
∵,
∴f(x)在(0,+∞)上是增函数.
当x≥1时,f(x)≥f(1)=1; (3分)
(Ⅱ)∵,
∵若f(x)存在单调递减区间,
∴f′(x)<0有正数解.即ax2+2(a-1)x+a<0有x>0的解. (5分)
①当a=0时,明显成立.
②当a<0时,y=ax2+2(a-1)x+a为开口向下的抛物线,ax2+2(a-1)x+a<0总有x>0的解;
③当a>0时,y=ax2+2(a-1)x+a开口向上的抛物线,
即方程ax2+2(a-1)x+a=0有正根.
因为x1x2=1>0,
所以方程ax2+2(a-1)x+a=0有两正根.
,解得
.
综合①②③知:. (9分)
(Ⅲ)
(法一)根据(Ⅰ)的结论,当x>1时,,即
.
令,则有
,
∴.
∵,
∴. (12分)
(法二)当n=1时,ln(n+1)=ln2.
∵3ln2=ln8>1,∴,即n=1时命题成立.
设当n=k时,命题成立,即 .
∴n=k+1时,.
根据(Ⅰ)的结论,当x>1时,,即
.
令,则有
,
则有,即n=k+1时命题也成立.
因此,由数学归纳法可知不等式成立. (12分)
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