- 数学归纳法
- 共1204题
设{an } 是正数组成的数列,其前n项和为Sn,,所有的正整数n,满足
(1)求a1、a2、a3;
(2)猜想数列{an }的通项公式,并用数学归纳法证明.
正确答案
解:(1)
再,即
,解得a2=6;
同样,即
,
,
可得a3=10.
(2)猜想an=4n-2下面用数学归纳法证明.
1° 当n=1时,结论成立;
2°假设n=k时,结论成立,即ak=4k-2.,
即当n=k+1时,结论也成立,-根据1°、2°对于一切正整数n都有an=4n-2成立.
解析
解:(1)
再,即
,解得a2=6;
同样,即
,
,
可得a3=10.
(2)猜想an=4n-2下面用数学归纳法证明.
1° 当n=1时,结论成立;
2°假设n=k时,结论成立,即ak=4k-2.,
即当n=k+1时,结论也成立,-根据1°、2°对于一切正整数n都有an=4n-2成立.
“数学史与不等式选讲”模块
(1)用数学归纳法证明不等式:|sinnθ|≤n|sinθ|(n∈N*)
(2)求函数f(x)=sin3xcosx,x∈(0,)的最大值.
正确答案
(1)证明:①n=1时,|sinθ|≤|sinθ|成立;
②假设n=k时,命题成立,即|sinkθ|≤k|sinθ|成立
则n=k+1时,|sin(k+1)θ|=|sinkθcosθ+sinθcoskθ|≤|sinkθ+sinθ|≤(k+1)|sinθ|
即n=k+1时,命题成立
综上,|sinnθ|≤n|sinθ|(n∈N*)
(2)解:求导函数可得f′(x)=sin2x(3cos2x-sin2x)
∵x∈(0,),∴令f′(x)=0,可得x=
∵x∈(0,),f′(x)>0,函数单调递增;x∈(
,
),f′(x)<0,函数单调递减
∴x=时,函数取得最大值
.
解析
(1)证明:①n=1时,|sinθ|≤|sinθ|成立;
②假设n=k时,命题成立,即|sinkθ|≤k|sinθ|成立
则n=k+1时,|sin(k+1)θ|=|sinkθcosθ+sinθcoskθ|≤|sinkθ+sinθ|≤(k+1)|sinθ|
即n=k+1时,命题成立
综上,|sinnθ|≤n|sinθ|(n∈N*)
(2)解:求导函数可得f′(x)=sin2x(3cos2x-sin2x)
∵x∈(0,),∴令f′(x)=0,可得x=
∵x∈(0,),f′(x)>0,函数单调递增;x∈(
,
),f′(x)<0,函数单调递减
∴x=时,函数取得最大值
.
请观察以下三个式子:①1×3=;②1×3+2×4=
;③1×3+2×4+3×5=
.
归纳出一般的结论,并用数学归纳法证明.
正确答案
解:由于所给的等式的左边,是两两自然数的积再求和的形式,右边是一个分式,分母是6,分子是三个自然数的积,注意自然数与序号之间的关系,
所以,猜想:1×3+2×4+3×5+…+n(n+2)=---------(4分)
证明:(1)当n=1时,左边=3,右边=3,等式成立.
(2)假设当n=k时,等式成立,即1×3+2×4+3×5+…+k(k+2)=-----------(6分)
那么,当n=k+1时,1×3+2×4+3×5+…+k(k+2)+(k+1)(k+3)
=+(k+1)(k+3)
=(2k2+7k+6k+18)=
(2k2+13k+18)=
,
就是说,当 n=k+1时等式也成立.----------------------(13分)
综上所述,对任何n∈N+都成立.----------------------(14分)
解析
解:由于所给的等式的左边,是两两自然数的积再求和的形式,右边是一个分式,分母是6,分子是三个自然数的积,注意自然数与序号之间的关系,
所以,猜想:1×3+2×4+3×5+…+n(n+2)=---------(4分)
证明:(1)当n=1时,左边=3,右边=3,等式成立.
(2)假设当n=k时,等式成立,即1×3+2×4+3×5+…+k(k+2)=-----------(6分)
那么,当n=k+1时,1×3+2×4+3×5+…+k(k+2)+(k+1)(k+3)
=+(k+1)(k+3)
=(2k2+7k+6k+18)=
(2k2+13k+18)=
,
就是说,当 n=k+1时等式也成立.----------------------(13分)
综上所述,对任何n∈N+都成立.----------------------(14分)
用数学归纳法证明贝努利(Bernoulli)不等式:如果x是实数,且x>-1,x≠0,n为大于1的自然数,那么有(1+x)n>1+nx.
正确答案
证明:(1)当n=2时,∵x≠0,∴(1+x)2=1+2x+x2>1+2x,不等式成立;
(2)假设n=k(k≥2)时,不等式成立,即(1+x)k>1+kx
当n=k+1时,(1+x)k+1>(1+x)(1+kx)=1+x+kx+kx2>1+(k+1)x
∴当n=k+1时,不等式成立
由(1)(2)可知,不等式成立.
解析
证明:(1)当n=2时,∵x≠0,∴(1+x)2=1+2x+x2>1+2x,不等式成立;
(2)假设n=k(k≥2)时,不等式成立,即(1+x)k>1+kx
当n=k+1时,(1+x)k+1>(1+x)(1+kx)=1+x+kx+kx2>1+(k+1)x
∴当n=k+1时,不等式成立
由(1)(2)可知,不等式成立.
已知实数c≥0,曲线与直线l:y=x-c的交点为P(异于原点O).在曲线C上取一点P1(x1,y1),过点P1作P1Q1平行于x轴,交直线l于Q1,过点Q1作Q1P2平行于y轴,交曲线C于P2(x2,y2);接着过点P2作P2Q2平行于x轴,交直线l于Q2,过点Q2作Q2P3平行于y轴,交曲线C于P3(x3,y3);如此下去,可得到点P4(x4,y4),P5(x5,y5),…,Pn(xn,yn),设点P坐标为
,x1=b,0<b<a.
(1)试用c表示a,并证明a≥1;
(2)证明:x2>x1,且xn<a(n∈N*);
(3)当时,求证:
.
正确答案
(1)点P的坐标满足方程组
,∴
,
解得平方,得
,∵c≥0
∴,所以a≥1.
(2)由已知,得 ,
,
,
即x1=b,,
. 由(1)知
,
∴,∵0<b<a,a≥1,
∴,即x2>x1;
下面用数学归纳法证明xn<a(n∈N*):①当n=1时,x1=b<a;
②假设当n=k时,xk<a,则当n=k+1时,;
综上,xn<a(n∈N*).
(3)当c=0时,,
,∴
,
∵,∴xk单调递增.
∴当n≥1时,有,即
,
又,∴
,
∴.
解析
(1)点P的坐标满足方程组
,∴
,
解得平方,得
,∵c≥0
∴,所以a≥1.
(2)由已知,得 ,
,
,
即x1=b,,
. 由(1)知
,
∴,∵0<b<a,a≥1,
∴,即x2>x1;
下面用数学归纳法证明xn<a(n∈N*):①当n=1时,x1=b<a;
②假设当n=k时,xk<a,则当n=k+1时,;
综上,xn<a(n∈N*).
(3)当c=0时,,
,∴
,
∵,∴xk单调递增.
∴当n≥1时,有,即
,
又,∴
,
∴.
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