- 数学归纳法
- 共1204题
已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=-an-
(n∈N*)
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足bn=,证明:对于一切正整数n,不等式b1×b2×b3×…×bn<2×n!恒成立.
正确答案
解:(1)由Sn=-an-
①,
得Sn-1=-an-1-
(n≥2)②,
由①-②,得an=-an+
an-1,即3an=an-1(n≥2).
由S1=-a1-
,得a1=-
,
∴数列{an}为以a1=-为首项,
为公比的等比数列,
即an=-•
=-
(n∈N*).
(2)证明:由
bn==
(n∈N*),
得:b1×b2×b3×…×bn==
.
因此,要证b1×b2×b3×…×bn<2×n!,
只要证(1-)(1-
)…(1-
)>
.
下面用数学归纳法先证明(1-)(1-
)…(1-
)≥1-(
+
+…+
)(n∈N*).
①当n=1,不等式左边=,右边=
,
∴不等式成立;
②设n=k(k≥1,k∈N*)时,不等式成立,
即(1-)(1-
)…(1-
)≥1-(
+
+…+
)(k∈N*),
则当n=k+1时,
左边=(1-)(1-
)…(1-
)(1-
)≥[1-(
+
+…+
)](1-
),
而[1-(+
+…+
)]•(1-
)=1-
-(
+
+…+
)+
(
+
+…+
)≥1-(
+
+…+
+
),
即n=k+1时,不等式也成立.
综合①②,(1-)(1-
)…(1-
)≥1-(
+
+…+
)(n∈N*).成立.
又1-(+
+…+
)=1-
=
+
>
,
∴(1-)(1-
)…(1-
)>
.成立.
从而b1×b2×b3×…×bn<2×n!成立.
解析
解:(1)由Sn=-an-
①,
得Sn-1=-an-1-
(n≥2)②,
由①-②,得an=-an+
an-1,即3an=an-1(n≥2).
由S1=-a1-
,得a1=-
,
∴数列{an}为以a1=-为首项,
为公比的等比数列,
即an=-•
=-
(n∈N*).
(2)证明:由
bn==
(n∈N*),
得:b1×b2×b3×…×bn==
.
因此,要证b1×b2×b3×…×bn<2×n!,
只要证(1-)(1-
)…(1-
)>
.
下面用数学归纳法先证明(1-)(1-
)…(1-
)≥1-(
+
+…+
)(n∈N*).
①当n=1,不等式左边=,右边=
,
∴不等式成立;
②设n=k(k≥1,k∈N*)时,不等式成立,
即(1-)(1-
)…(1-
)≥1-(
+
+…+
)(k∈N*),
则当n=k+1时,
左边=(1-)(1-
)…(1-
)(1-
)≥[1-(
+
+…+
)](1-
),
而[1-(+
+…+
)]•(1-
)=1-
-(
+
+…+
)+
(
+
+…+
)≥1-(
+
+…+
+
),
即n=k+1时,不等式也成立.
综合①②,(1-)(1-
)…(1-
)≥1-(
+
+…+
)(n∈N*).成立.
又1-(+
+…+
)=1-
=
+
>
,
∴(1-)(1-
)…(1-
)>
.成立.
从而b1×b2×b3×…×bn<2×n!成立.
数列{an}满足a1=,2an=an-1 +1(n≥2).
(1)计算a2,a3,a4
(2)由{an}的前4项猜想通项公式an,并用数学归纳法证明.
正确答案
解:(1)∵数列{an}满足a1=,2an=an-1 +1(n≥2),
∴2a2=a1+1=,∴a2=
.
同理a3=,a4=
;
(2)猜想通项公式an=1-,证明如下:
①n=1时,结论成立;
②设n=k时,结论成立,即ak=1-,
则n=k+1时,2ak+1=ak+1=2-,∴ak+1=1-
,
即n=k+1时,结论成立.
由①②可知an=1-.
解析
解:(1)∵数列{an}满足a1=,2an=an-1 +1(n≥2),
∴2a2=a1+1=,∴a2=
.
同理a3=,a4=
;
(2)猜想通项公式an=1-,证明如下:
①n=1时,结论成立;
②设n=k时,结论成立,即ak=1-,
则n=k+1时,2ak+1=ak+1=2-,∴ak+1=1-
,
即n=k+1时,结论成立.
由①②可知an=1-.
已知不等式+
+…+
>
,其中n为大于2的整数,[log2n]表示不超过log2n的最大整数.设数列{an}的各项为正,且满足a1=b(b>0),an≤
,n=2,3,4,….证明:an<
,n=3,4,5,….
正确答案
证明:设f(n)=+
+…+
,首先利用数学归纳法证不等式an<
,n=3,4,5.
(ⅰ)当n=3时,由a3≤=
≤
=
,知不等式成立.
(ⅱ)假设当n=k(k≥3)时,不等式成立,即ak<,则ak+1≤
=
<
=
=
=
即当n=k+1时,不等式也成立.
由(ⅰ)(ⅱ)知,an<,n=3,4,5,…
又由已知不等式得an<=
,n=3,4,5,…
解析
证明:设f(n)=+
+…+
,首先利用数学归纳法证不等式an<
,n=3,4,5.
(ⅰ)当n=3时,由a3≤=
≤
=
,知不等式成立.
(ⅱ)假设当n=k(k≥3)时,不等式成立,即ak<,则ak+1≤
=
<
=
=
=
即当n=k+1时,不等式也成立.
由(ⅰ)(ⅱ)知,an<,n=3,4,5,…
又由已知不等式得an<=
,n=3,4,5,…
用数学归纳法证明时,由n=k的假设到证明n=k+1时,等式左边应添加的式子是______.
正确答案
(k+1)2+k2
解析
解:根据等式左边的特点,各数是先递增再递减
由于n=k,左边=12+22+…+(k-1)2+k2+(k-1)2+…+22+12
n=k+1时,左边=12+22+…+(k-1)2+k2+(k+1)2+k2+(k-1)2+…+22+12
比较两式,从而等式左边应添加的式子是(k+1)2+k2
故答案为(k+1)2+k2
数列{an}中,已知a1=,an=an-1+
(n≥2,n∈N*).
(1)计算a2,a3,a4的值,并归纳猜想出数列{an}的通项公式;
(2)试用数学归纳法证明你归纳猜想出的结论.
正确答案
解:(1),
,
,
;
∴猜测出,n∈N*;
(2)证明:1)n=1时,显然猜想成立;
2)假设n=k时猜想成立,即;
∴根据递推公式n=k+1时,=
;
∴n=k+1时猜想成立;
综上得对一切n∈N*都成立.
解析
解:(1),
,
,
;
∴猜测出,n∈N*;
(2)证明:1)n=1时,显然猜想成立;
2)假设n=k时猜想成立,即;
∴根据递推公式n=k+1时,=
;
∴n=k+1时猜想成立;
综上得对一切n∈N*都成立.
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