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题型: 单选题
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单选题

对于不等式<n+1(n∈N*),某同学用数学归纳法的证明过程如下:

(1)当n=1时,<1+1,不等式成立.

(2)假设当n=k(k∈N*)时,不等式成立,即<k+1,则当n=k+1时,===(k+1)+1,∴当n=k+1时,不等式成立.

则上述证法(  )

A过程全部正确

Bn=1验得不正确

C归纳假设不正确

D从n=k到n=k+1的推理不正确

正确答案

D

解析

解:在n=k+1时,没有应用n=k时的假设,

即从n=k到n=k+1的推理不正确.

故选D.

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=ln(1+x),g(x)=xf′(x)(x≥0),其中f′(x)是f(x)的导函数.

(1)若a≤1,求证:f(x)≥ag(x).

(2)若g1(x)=g(x),gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+,求g1(x),g2(x),g3(x)解析式,猜想gn(x)的解析式,并用数学归纳法证明.

正确答案

(1)证明:∵f(x)=ln(1+x),∴f′(x)=.(x≥0).

∴g(x)=.f(x)≥ag(x)即ln(1+x)≥⇔(1+x)ln(1+x)-ax≥0.

令h(x)=(1+x)ln(1+x)-ax(x≥0).

h′(x)=ln(1+x)+1-a,

∵a≤1,∴1-a≥0,

又x≥0,ln(1+x)≥0,

∴h′(x)=ln(1+x)+1-a≥0,

∴h(x)在x≥0时单调递增,又h(0)=0,

∴h(x)≥0,即ln(1+x)≥

∴f(x)≥ag(x).

(2)解:g1(x)=g(x)=

∵gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+

∴g2(x)=g(g1(x))===

g3(x)=g(g2(x))===

猜想:gn(x)=

下面利用数学归纳法证明:

①当n=1时,g1(x)=g(x)=,成立.

②假设当n=k(k∈N*)时,gk(x)=

则当n=k+1时,gk+1(x)=g(gk(x))===

因此当n=k+1时,gn(x)=也成立.

综上可得:∀n∈N*,gn(x)=成立.

解析

(1)证明:∵f(x)=ln(1+x),∴f′(x)=.(x≥0).

∴g(x)=.f(x)≥ag(x)即ln(1+x)≥⇔(1+x)ln(1+x)-ax≥0.

令h(x)=(1+x)ln(1+x)-ax(x≥0).

h′(x)=ln(1+x)+1-a,

∵a≤1,∴1-a≥0,

又x≥0,ln(1+x)≥0,

∴h′(x)=ln(1+x)+1-a≥0,

∴h(x)在x≥0时单调递增,又h(0)=0,

∴h(x)≥0,即ln(1+x)≥

∴f(x)≥ag(x).

(2)解:g1(x)=g(x)=

∵gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+

∴g2(x)=g(g1(x))===

g3(x)=g(g2(x))===

猜想:gn(x)=

下面利用数学归纳法证明:

①当n=1时,g1(x)=g(x)=,成立.

②假设当n=k(k∈N*)时,gk(x)=

则当n=k+1时,gk+1(x)=g(gk(x))===

因此当n=k+1时,gn(x)=也成立.

综上可得:∀n∈N*,gn(x)=成立.

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题型:简答题
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简答题

设F(n)=a1-a2Cn1+a3Cn2-a4Cn3+…+(-1)nan+1Cnn(n≥2,n∈N*).

(1)若数列{an}的各项均为1,求证:F(n)=0;

(2)若对任意大于等于2的正整数n,都有F(n)=0恒成立,试证明数列{an}是等差数列.

正确答案

证明:(1)因数列{an}满足各项为1,即

,令x=-1,

,即F(n)=0..…(3分)

(2)当n=2时,,即2a2=a1+a3,所以数列{an}的前3项成等差数列.

假设当n=k时,由,可得数列{an}的前k+1项成等差数列,…(5分)

因对任意大于等于2的正整数n,都有F(n)=0恒成立,所以F(k+1)=0成立,

所以

两式相减得,

所以

由假设可知a2,a3,a4,…,ak+1,ak+2也成等差数列,从而数列{an}的前k+2项成等差数列.

综上所述,若F(n)=0对任意n≥3恒成立,则数列{an}是等差数列.…(10分)

解析

证明:(1)因数列{an}满足各项为1,即

,令x=-1,

,即F(n)=0..…(3分)

(2)当n=2时,,即2a2=a1+a3,所以数列{an}的前3项成等差数列.

假设当n=k时,由,可得数列{an}的前k+1项成等差数列,…(5分)

因对任意大于等于2的正整数n,都有F(n)=0恒成立,所以F(k+1)=0成立,

所以

两式相减得,

所以

由假设可知a2,a3,a4,…,ak+1,ak+2也成等差数列,从而数列{an}的前k+2项成等差数列.

综上所述,若F(n)=0对任意n≥3恒成立,则数列{an}是等差数列.…(10分)

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题型:简答题
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简答题

大家知道,在数列{an}中,若an=n,则sn=,若an=n2,则

sn=,于是,猜想:若an=n3,则sn=13+23+33+…+n3=an4+bn3+cn2+dn.

问:(1)这种猜想,你认为正确吗?

(2)不管猜想是否正确,这个结论是通过什么推理方法得到的?

(3)如果结论正确,请用数学归纳法给予证明.

正确答案

解:(1)猜想正确;

(2)这是一种类比推理的方法;

(3)由类比可猜想,,n=1时,a+b+c+d=1;n=2时,16a+8b+4c+d=9;n=3时,81a+27b+9c+d=36

故解得,∴sn=13+23+33+…+n3=n4+n3+n2用数学归纳法证明:

①n=1时,结论成立;

②假设n=k时,结论成立,即13+23+33+…+k3=k4+k3+k2=则n=k+1时,左边=13+23+33+…+k3+(k+1)3=k4+k3+k2+(k+1)3=

=

=

=右边,结论成立

由①②可知,sn=13+23+33+…+n3=n4+n3+n2,成立

解析

解:(1)猜想正确;

(2)这是一种类比推理的方法;

(3)由类比可猜想,,n=1时,a+b+c+d=1;n=2时,16a+8b+4c+d=9;n=3时,81a+27b+9c+d=36

故解得,∴sn=13+23+33+…+n3=n4+n3+n2用数学归纳法证明:

①n=1时,结论成立;

②假设n=k时,结论成立,即13+23+33+…+k3=k4+k3+k2=则n=k+1时,左边=13+23+33+…+k3+(k+1)3=k4+k3+k2+(k+1)3=

=

=

=右边,结论成立

由①②可知,sn=13+23+33+…+n3=n4+n3+n2,成立

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•株洲校级期末)已知数列{an}的前n项和为Sn且满足Sn+an=2n.

(1)写出a1,a2,a3,并推测an的表达式;

(2)用数学归纳法证明所得的结论.

正确答案

解:(1)a1=,a2=,a3=,….

猜测an=2-

(2)①由(1)已得当n=1时,命题成立;

②假设n=k时,命题成立,即ak=2-

当n=k+1时,a1+a2+…+ak+ak+1+ak+1=2(k+1)+1,

且a1+a2+…+ak=2k+1-ak

∴2k+1-ak+2ak+1=2(k+1)+1=2k+3,

∴2ak+1=2+2-,ak+1=2-

即当n=k+1时,命题成立.(11分)

根据①②得n∈N+时,an=2-都成立.

解析

解:(1)a1=,a2=,a3=,….

猜测an=2-

(2)①由(1)已得当n=1时,命题成立;

②假设n=k时,命题成立,即ak=2-

当n=k+1时,a1+a2+…+ak+ak+1+ak+1=2(k+1)+1,

且a1+a2+…+ak=2k+1-ak

∴2k+1-ak+2ak+1=2(k+1)+1=2k+3,

∴2ak+1=2+2-,ak+1=2-

即当n=k+1时,命题成立.(11分)

根据①②得n∈N+时,an=2-都成立.

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