- 数学归纳法
- 共1204题
已知数列{an}是等差数列,a1=1,a1+a2+a3+…+a10=100.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}的通项,记Tn是数列{bn}的前n项之积,即Tn=b1•b2•b3…bn,试证明:Tn>
.
正确答案
(1)解:∵a1=1,a1+a2+a3+…+a10=100,
∴10+45d=100,
∴d=2,
∴an=1+(n-1)×2=2n-1;
(2)证明:,
Tn=b1•b2•b3…bn=(1+)•(1+
)…(1+
),
①当n=1时,2>成立;
②假设当n=k(k≥1,k∈N+)时,命题成立,即(1+)•(1+
)…(1+
)>
成立,
当n=k+1时,Tk+1=(1+)•(1+
)…(1+
)(1+
)>
=
∵<
=2k+2
∴
∴Tk+1>
即n=k+1时,命题成立
综上,Tn>.
解析
(1)解:∵a1=1,a1+a2+a3+…+a10=100,
∴10+45d=100,
∴d=2,
∴an=1+(n-1)×2=2n-1;
(2)证明:,
Tn=b1•b2•b3…bn=(1+)•(1+
)…(1+
),
①当n=1时,2>成立;
②假设当n=k(k≥1,k∈N+)时,命题成立,即(1+)•(1+
)…(1+
)>
成立,
当n=k+1时,Tk+1=(1+)•(1+
)…(1+
)(1+
)>
=
∵<
=2k+2
∴
∴Tk+1>
即n=k+1时,命题成立
综上,Tn>.
用数学归纳法证明关于n的恒等式时,当n=k时,表达式为1×4+2×7+…+k(3k+1)=k(k+1)2,则当n=k+1时,待证表达式应为______.
正确答案
1×4+2×7+…+k(3k+1)+(k+1)(3k+4)=(k+!)(k+2)2
解析
解:因为证明关于n的恒等式时,当n=k时,表达式为1×4+2×7+…+k(3k+1)=k(k+1)2,
则当n=k+1时,待证表达式应为:
1×4+2×7+…+k(3k+1)+(k+1)(3k+4)=(k+!)(k+2)2.
故答案为:1×4+2×7+…+k(3k+1)+(k+1)(3k+4)=(k+!)(k+2)2.
函数数列{fn(x)}满足:f1(x)=(x>0),fn+1(x)=f1[fn(x)].
(Ⅰ)求f2(x),f3(x);
(Ⅱ)猜想fn(x)的解析式,并用数学归纳法证明.
正确答案
解:(Ⅰ)∵f1(x)=(x>0),fn+1(x)=f1[fn(x)],
∴f2(x)=f1[f1(x)]==
=
,
f3(x)=f1[f2(x)]==
=
,…
(Ⅱ)猜想fn(x)=.
下面用数学归纳法证明:
1°当n=1时,猜想成立.
2°假设n=k时猜想成立,即有fk(x)=,
那么fk+1(x)=f1[fk(x)]==
=
,
这就是说,当n=k+1时,猜想也成立.
由1°2°可知,猜想对n∈N*均成立.
故fn(x)=.
解析
解:(Ⅰ)∵f1(x)=(x>0),fn+1(x)=f1[fn(x)],
∴f2(x)=f1[f1(x)]==
=
,
f3(x)=f1[f2(x)]==
=
,…
(Ⅱ)猜想fn(x)=.
下面用数学归纳法证明:
1°当n=1时,猜想成立.
2°假设n=k时猜想成立,即有fk(x)=,
那么fk+1(x)=f1[fk(x)]==
=
,
这就是说,当n=k+1时,猜想也成立.
由1°2°可知,猜想对n∈N*均成立.
故fn(x)=.
对数列{an},规定{Van}为数列{an}的一阶差分数列,其中Van=an+1-an(n∈N*).对正整数k,规定{Vkan}为{an}的k阶差分数列,其中Vkan=Vk-1an+1-Vk-1an=V(VK-1an)(规定V0an=an).
(Ⅰ)已知数列{an}的通项公式an=n2+n(n∈N*),是判断{Van}是否为等差数列,并说明理由;
(Ⅱ)若数列{an}的首项a1=1,且满足V2an-Van+1+an=-2n(n∈N*),求数列{an}的通项公式.
正确答案
解:(Ⅰ)△an=an+1-an=(n+1)2+(n+1)-(n2+n)=2n+2 …(4分)
则△an+1-△an=2,
所以△an是首项为4,公差为2的等差数列.…(6分)
(Ⅱ)△2an-△an+1+an=-2n,即△an+1-△an-△an+1+an=-2n
而△an=an+1-an,所以an+1-2an=2n,∴-
=
,(6分)
∴数列{ }构成以
为首项,
为公差的等差数列,
即 =
⇒an=n•2n-1.(7分)
解析
解:(Ⅰ)△an=an+1-an=(n+1)2+(n+1)-(n2+n)=2n+2 …(4分)
则△an+1-△an=2,
所以△an是首项为4,公差为2的等差数列.…(6分)
(Ⅱ)△2an-△an+1+an=-2n,即△an+1-△an-△an+1+an=-2n
而△an=an+1-an,所以an+1-2an=2n,∴-
=
,(6分)
∴数列{ }构成以
为首项,
为公差的等差数列,
即 =
⇒an=n•2n-1.(7分)
设函数f(x)=(1-x)ex-1.
(1)证明:当x>0时,f(x)<0;
(2)设a1=1,an=
-1,证明对任意的正整数n,总有an+1<an.
正确答案
证明:(1)因为f(x)=(1-x)ex-1,
所以f′(x)=-ex+(1-x)ex=-xex,
当x>0时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,
因此f(x)<f(0)=0. …2分
(2)首先用数学归纳法证明an>0.
①当n=1时,a1=1>0,∴an>0成立.
②假设n=k时,ak>0.
那么当n=k+1时,an=
-1,则
=
,…4分
当x>0时,由不等式ex-1>x得>1.
所以>1,ak+1>0.
由①②可知对任意的正整数n,总有an>0.
由(1)知(1-an)-1<0,所以
-1<an
.
由an=
-1知an
<an
,所以an+1<an. …10分.
解析
证明:(1)因为f(x)=(1-x)ex-1,
所以f′(x)=-ex+(1-x)ex=-xex,
当x>0时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,
因此f(x)<f(0)=0. …2分
(2)首先用数学归纳法证明an>0.
①当n=1时,a1=1>0,∴an>0成立.
②假设n=k时,ak>0.
那么当n=k+1时,an=
-1,则
=
,…4分
当x>0时,由不等式ex-1>x得>1.
所以>1,ak+1>0.
由①②可知对任意的正整数n,总有an>0.
由(1)知(1-an)-1<0,所以
-1<an
.
由an=
-1知an
<an
,所以an+1<an. …10分.
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