- 数学归纳法
- 共1204题
设a>0,f(x)=.
(1)写出a2,a3,a4的值,并猜想数列{an}的通项公式;
(2)用数学归纳法证明你的结论.
正确答案
(1)解:∵a1=1,∴,
猜想…(4分)
(2)证明:①n=1时,猜想正确. …(5分)
②假设n=k时猜想正确,即,…(6分)
则
这说明,n=k+1时猜想正确. …(11分)
由①②知,…(12分)
解析
(1)解:∵a1=1,∴,
猜想…(4分)
(2)证明:①n=1时,猜想正确. …(5分)
②假设n=k时猜想正确,即,…(6分)
则
这说明,n=k+1时猜想正确. …(11分)
由①②知,…(12分)
已知数列{an}、{bn}满足a1=2,an-1=an(an+1-1),bn=an-1,数列{bn}的前n项和为Sn,n∈N*.
(1)证明数列为等差数列,并求数列{bn}的通项公式;
(2)用数学归纳法证明:对任意的n∈N*,有1++n成立.
正确答案
证明:(1)由bn=an-1得an=bn+1代入an-1=an(an+1-1)得bn=(bn+1)bn+1
整理得bn-bn+1=bnbn+1,
∵bn≠0否则an=1,与a1=2矛盾
从而得,
∵b1=a1-1=1,
∴数列是首项为1,公差为1的等差数列,
∴,即
.
(2)用数学归纳法证明:
①当n=1时,不等式成立;
②假设当n=k(k≥1,k∈N*)时,不等式成立,即,那么当n=k+1时
=
=
-
=
∴当n=k+1时,不等式成立
由①②知对任意的n∈N*,不等式成立.
解析
证明:(1)由bn=an-1得an=bn+1代入an-1=an(an+1-1)得bn=(bn+1)bn+1
整理得bn-bn+1=bnbn+1,
∵bn≠0否则an=1,与a1=2矛盾
从而得,
∵b1=a1-1=1,
∴数列是首项为1,公差为1的等差数列,
∴,即
.
(2)用数学归纳法证明:
①当n=1时,不等式成立;
②假设当n=k(k≥1,k∈N*)时,不等式成立,即,那么当n=k+1时
=
=
-
=
∴当n=k+1时,不等式成立
由①②知对任意的n∈N*,不等式成立.
用数学归纳法证明:12-22+32-42+…+(-1)-1•n2=(-1)n-1•.
正确答案
证明:用数学归纳法证明:12-22+32-42+…+(-1)n-1•n2=(-1)n-1•.
(1)当n=1时,左边=1,右边=(-1)0=1,
故左边=右边,
∴当n=1时,等式成立;(3分)
(2)假设n=k时,等式成立,即 12-22+32-42+…+(-1)k-1•k2=(-1)k-1•.(6分)
那么12-22+32-42+…+(-1)k-1•k2+(-1)k•(k+1)2
=(-1)k-1•+(-1)k•(k+1)2
=(-1)k(-k+2k+2)
=(-1)(k+1)-1
即当n=k+1时,等式也成立. (10分)
根据(1)和(2)可知等式对任何n∈N+都成立. (12分)
解析
证明:用数学归纳法证明:12-22+32-42+…+(-1)n-1•n2=(-1)n-1•.
(1)当n=1时,左边=1,右边=(-1)0=1,
故左边=右边,
∴当n=1时,等式成立;(3分)
(2)假设n=k时,等式成立,即 12-22+32-42+…+(-1)k-1•k2=(-1)k-1•.(6分)
那么12-22+32-42+…+(-1)k-1•k2+(-1)k•(k+1)2
=(-1)k-1•+(-1)k•(k+1)2
=(-1)k(-k+2k+2)
=(-1)(k+1)-1
即当n=k+1时,等式也成立. (10分)
根据(1)和(2)可知等式对任何n∈N+都成立. (12分)
对于数列{An}:A1,A2,A3,…,An,若不改变A1,仅改变A2,A3,…,An中部分项的符号,得到的新数列{an}称为数列{An}的一个生成数列.如仅改变数列1,2,3,4,5的第二、三项的符号可以得到一个生成数列1,-2,-3,4,5.已知数列{an}为数列的生成数列,Sn为数列{an}的前n项和.
(1)写出S3的所有可能值;
(2)若生成数列{an}的通项公式为,求Sn;
(3)用数学归纳法证明:对于给定的n∈N*,Sn的所有可能值组成的集合为:.
正确答案
(1)由已知,a1=,|an|=
(n∈N*,n≥2),
∴a2=±,a3=±
,
由于+
+
=
,
+
-
=
,
-
+
=
,
-
-
=
∴S3可能值为,
,
,
.
(2)∵an=
∴n=3k(k∈N*)时,Sn=(-
-
)+(
-
-
)+…+(
-
-
)
=(+
+…+
)-(
+
+…+
)-(
+
+
)
=-
-
=[1-
](
-
-
)
=[1-
];
n=3k+1(k∈N)时,Sn=Sn-1+an=[1-
]+
=
[1+5
];
n=3k+2(k∈N)时,Sn=Sn+1-an+1=[1-
]+
=
[1+3
];
∴Sn=.
(3)①n=1时,S1=,命题成立.
②假设n=k(k≥1)时命题成立,即Sk所有可能值集合为:{x|x=,m∈N*,m≤2k-1}
由假设,Sk=(m∈N*,m≤2k-1),
则当n=k+1,Sk+1=±
±
±…+
±
=Sk±
=
,
又Sk+1==
(m∈N*,m≤2k-1),
即Sk+1=或Sk+1=
(m∈N*,m≤2k-1)
即Sk+1=(m∈N*,m≤2k)∴n=k+1时,命题成立.
由①②,n∈N*,Sn所有可能值集合为{x|x=,m∈N*,m≤2n-1}.
解析
(1)由已知,a1=,|an|=
(n∈N*,n≥2),
∴a2=±,a3=±
,
由于+
+
=
,
+
-
=
,
-
+
=
,
-
-
=
∴S3可能值为,
,
,
.
(2)∵an=
∴n=3k(k∈N*)时,Sn=(-
-
)+(
-
-
)+…+(
-
-
)
=(+
+…+
)-(
+
+…+
)-(
+
+
)
=-
-
=[1-
](
-
-
)
=[1-
];
n=3k+1(k∈N)时,Sn=Sn-1+an=[1-
]+
=
[1+5
];
n=3k+2(k∈N)时,Sn=Sn+1-an+1=[1-
]+
=
[1+3
];
∴Sn=.
(3)①n=1时,S1=,命题成立.
②假设n=k(k≥1)时命题成立,即Sk所有可能值集合为:{x|x=,m∈N*,m≤2k-1}
由假设,Sk=(m∈N*,m≤2k-1),
则当n=k+1,Sk+1=±
±
±…+
±
=Sk±
=
,
又Sk+1==
(m∈N*,m≤2k-1),
即Sk+1=或Sk+1=
(m∈N*,m≤2k-1)
即Sk+1=(m∈N*,m≤2k)∴n=k+1时,命题成立.
由①②,n∈N*,Sn所有可能值集合为{x|x=,m∈N*,m≤2n-1}.
对于正整数n.证明:f(n)=32n+2-8n-9是64的倍数.
正确答案
证明:(1)当n=1时,f(1)═34-8-9=64能被64整除,命题成立.
(2)假设当n=k时,f(k)=32k+2-8k-9能够被64整除.
当n=k+1时,f(k+1)=32k+4-8(k+1)-9=9[32k+2-8k-9]+64k+64=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)
∵f(k)=32k+2-8k-9能够被64整除,
∴f(k+1)=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)能够被64整除.
即当n=k+1时,命题也成立.
由(1)(2)可知,f(n)=32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除,即f(n)=32n+2-8n-9是64的倍数.
解析
证明:(1)当n=1时,f(1)═34-8-9=64能被64整除,命题成立.
(2)假设当n=k时,f(k)=32k+2-8k-9能够被64整除.
当n=k+1时,f(k+1)=32k+4-8(k+1)-9=9[32k+2-8k-9]+64k+64=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)
∵f(k)=32k+2-8k-9能够被64整除,
∴f(k+1)=9[32k+2-8k-9]+64(k+1)能够被64整除.
即当n=k+1时,命题也成立.
由(1)(2)可知,f(n)=32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除,即f(n)=32n+2-8n-9是64的倍数.
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