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题型:简答题
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简答题

设数列{an}满足an+1=2nan-an2+2,a1=1,n∈N*,求a2,a3,a4及an

正确答案

解:∵an+1=2nan-an2+2,

∴a2=2a1-a12+2、2-1+2=3,

a3=4a2-a22+2=12-9+2=5,

a4=6a3-a32+2=30-25+2=7,

故猜想an=2n-1,

证明:当n=1,a1=2-1=1,命题成立,

若n=k,命题成立,即ak=2k-1,

则当n=k+1时,ak+1=2kak-ak2+2=2k(2k-1)-(2k-1)2+2=4k2-2k-4k2+4k-1+2=2k+1=2(k+1)-1,

故当n=k+1时,命题也成立,

综上对于n∈N,an=2n-1成立.

解析

解:∵an+1=2nan-an2+2,

∴a2=2a1-a12+2、2-1+2=3,

a3=4a2-a22+2=12-9+2=5,

a4=6a3-a32+2=30-25+2=7,

故猜想an=2n-1,

证明:当n=1,a1=2-1=1,命题成立,

若n=k,命题成立,即ak=2k-1,

则当n=k+1时,ak+1=2kak-ak2+2=2k(2k-1)-(2k-1)2+2=4k2-2k-4k2+4k-1+2=2k+1=2(k+1)-1,

故当n=k+1时,命题也成立,

综上对于n∈N,an=2n-1成立.

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题型:简答题
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简答题

设n∈N*,0<x<1,f(n)=1-(1-xn2,g(n)=[1-(1-x)2]n,试比较f(n)与g(n)的大小,并证明你的结论.

正确答案

证明:f(n)=(2-xn)xn,g(x)=xn(2-x)n(2分)

比较f(n)与g(n)的大小,即比较2-xn与(2-x)n的大小.         (3分)

猜想:(2-x)n≥2-xn(当且仅当n=1时,等号成立)           (5分)

下面用数学归纳法加以证明:

(1)当n=1时,显然(2-x)1≥2-x,成立,n=2时,左边=(2-x)2=4-4x+x2,右边=2-x2

因为4-4x+x2-2+x2=2(1-2x+x2)=2(1-x)2>0,成立.                   (7分)

(2)假设当n=k(k≥2,k∈N)时,猜想成立,即(2-x)k>2-xk(8分)

当n=k+1时,(2-x)k+1=(2-x)(2-x)k>(2-x)(2-xk)(注:0<x<1)

要证猜想成立,只需证明(2-x)(2-xk)>2-xk+1(11分)

即证xk+1-xk-x+1>0亦即(x-1)(xk-1)>0

由0<x<1易得上式成立,即n=k+1时,猜想成立.          (13分)

综上(1)(2)可知,猜想成立.                            (14分)

(另证:令x=1-t,要证(2-x)n>2-xn,即证(1-t)n+(1+t)n>2,由二项式定理展开,易得证.酌情给分)

解析

证明:f(n)=(2-xn)xn,g(x)=xn(2-x)n(2分)

比较f(n)与g(n)的大小,即比较2-xn与(2-x)n的大小.         (3分)

猜想:(2-x)n≥2-xn(当且仅当n=1时,等号成立)           (5分)

下面用数学归纳法加以证明:

(1)当n=1时,显然(2-x)1≥2-x,成立,n=2时,左边=(2-x)2=4-4x+x2,右边=2-x2

因为4-4x+x2-2+x2=2(1-2x+x2)=2(1-x)2>0,成立.                   (7分)

(2)假设当n=k(k≥2,k∈N)时,猜想成立,即(2-x)k>2-xk(8分)

当n=k+1时,(2-x)k+1=(2-x)(2-x)k>(2-x)(2-xk)(注:0<x<1)

要证猜想成立,只需证明(2-x)(2-xk)>2-xk+1(11分)

即证xk+1-xk-x+1>0亦即(x-1)(xk-1)>0

由0<x<1易得上式成立,即n=k+1时,猜想成立.          (13分)

综上(1)(2)可知,猜想成立.                            (14分)

(另证:令x=1-t,要证(2-x)n>2-xn,即证(1-t)n+(1+t)n>2,由二项式定理展开,易得证.酌情给分)

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简答题

f(n)=1++…+,当n≥2,n∈N*时n+f(1)+f(2)+…+f(n-1)=nf(n),请用数学归纳法给予证明.

正确答案

证明:1°、当n=2时,等式左边=2+f(1)=2+1=3

等式右边=2f(2)=2(1+)=3,∴原式成立;…(4分)

2°、假设n=k(k≥2)成立,即k+f(1)+f(2)+…+f(k-1)=kf(k)…(6分)

则当n=k+1时,

等式左边=(k+1)+f(1)+f(2)+…+f(k-1)+f(k)

=k+f(1)+f(2)+…+f(k-1)+f(k)=kf(k)+f(k)+1…(10分)

=(k+1)f(k)+1=(k+1)[f(k)+=(k+1)f(k+1)

即当n=k+1时,等式也成立.…(12分)

综上1°,2°可得当n≥2,n∈N*时,n+f(1)+f(2)+…+f(n-1)=nf(n)均成立…(14分)

解析

证明:1°、当n=2时,等式左边=2+f(1)=2+1=3

等式右边=2f(2)=2(1+)=3,∴原式成立;…(4分)

2°、假设n=k(k≥2)成立,即k+f(1)+f(2)+…+f(k-1)=kf(k)…(6分)

则当n=k+1时,

等式左边=(k+1)+f(1)+f(2)+…+f(k-1)+f(k)

=k+f(1)+f(2)+…+f(k-1)+f(k)=kf(k)+f(k)+1…(10分)

=(k+1)f(k)+1=(k+1)[f(k)+=(k+1)f(k+1)

即当n=k+1时,等式也成立.…(12分)

综上1°,2°可得当n≥2,n∈N*时,n+f(1)+f(2)+…+f(n-1)=nf(n)均成立…(14分)

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简答题

设数列{an}的前n项和为Sn,且a1=,2Sn=SnSn-1+1(n≥2),求:

(1)S1,S2,S3

(2)猜想数列{Sn}的通项公式,并用数学归纳法证明.

正确答案

解:(1)∵S1=a1=,2Sn=SnSn-1+1(n≥2),

∴2S2=S2S1+1=S2+1,

∴S2=

∴2S3=S3S2+1=S3+1,

∴S3=

(2)由S1=,S2=,S3=,可猜想Sn=

证明:①当n=1时,S1=,等式成立;

②假设n=k时,Sk=

则n=k+1时,∵2Sk+1=Sk+1•Sk+1=•Sk+1+1,

∴(2-)Sk+1=1,

∴Sk+1==

即n=k+1时,等式也成立;

综合①②知,对任意n∈N*,均有Sn=

解析

解:(1)∵S1=a1=,2Sn=SnSn-1+1(n≥2),

∴2S2=S2S1+1=S2+1,

∴S2=

∴2S3=S3S2+1=S3+1,

∴S3=

(2)由S1=,S2=,S3=,可猜想Sn=

证明:①当n=1时,S1=,等式成立;

②假设n=k时,Sk=

则n=k+1时,∵2Sk+1=Sk+1•Sk+1=•Sk+1+1,

∴(2-)Sk+1=1,

∴Sk+1==

即n=k+1时,等式也成立;

综合①②知,对任意n∈N*,均有Sn=

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简答题

已知数列{an}的前n项和为Sn,且对任意正整数n都有2Sn=(n+2)an-1.

(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;

(Ⅱ)设,求

正确答案

解:(Ⅰ)法一:在2Sn=(n+2)an-1中,

令n=1,得2a1=3 a1-1,求得a1=1,

令n=2,得2(a1+a2)=4a2-1,求得a2=

令n=3,得2(a1+a2+a3)=5 a3-1,求得a3=2;

令n=4,得2(a1+a2+a3+a4)=6 a4-1,求得a4=

由此猜想:an=.  …

下面用数学归纳法证明.

(1)当n=1时,a1==1,命题成立.

(2)假设当n=k时,命题成立,即ak=,且2Sk=(k+2)ak-1,则由2Sk+1=(k+3)ak+1-1及Sk+1=Sk+ak+1,得(k+3)ak+1-1=2Sk+2ak+1,即(k+3)ak+1-1=[(k+2)ak-1]+2ak+1.则ak+1==,这说明当n=k+1时命题也成立.根据(1)、(2)可知,对一切n∈N*命题均成立.                        …(6分)

法二:在2Sn=(n+2)an-1中,令n=1,求得a1=1.

∵2Sn=(n+2)an-1,

∴2Sn-1=(n+1)an-1-1.  

当n≥2时,两式相减得:2(Sn-Sn-1)=(n+2)an-(n+1)an-1

即  2 an=(n+2)an-(n+1)an-1整理得,. …(3分)

∴an=•…••a1=•…••1=.   

当n=1时,an=,满足上式,

∴an=.…(6分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知an=

==2(-),

=2[(-)+(-)+(-)+…+(-)+(-)]

=2(+--).

=

解析

解:(Ⅰ)法一:在2Sn=(n+2)an-1中,

令n=1,得2a1=3 a1-1,求得a1=1,

令n=2,得2(a1+a2)=4a2-1,求得a2=

令n=3,得2(a1+a2+a3)=5 a3-1,求得a3=2;

令n=4,得2(a1+a2+a3+a4)=6 a4-1,求得a4=

由此猜想:an=.  …

下面用数学归纳法证明.

(1)当n=1时,a1==1,命题成立.

(2)假设当n=k时,命题成立,即ak=,且2Sk=(k+2)ak-1,则由2Sk+1=(k+3)ak+1-1及Sk+1=Sk+ak+1,得(k+3)ak+1-1=2Sk+2ak+1,即(k+3)ak+1-1=[(k+2)ak-1]+2ak+1.则ak+1==,这说明当n=k+1时命题也成立.根据(1)、(2)可知,对一切n∈N*命题均成立.                        …(6分)

法二:在2Sn=(n+2)an-1中,令n=1,求得a1=1.

∵2Sn=(n+2)an-1,

∴2Sn-1=(n+1)an-1-1.  

当n≥2时,两式相减得:2(Sn-Sn-1)=(n+2)an-(n+1)an-1

即  2 an=(n+2)an-(n+1)an-1整理得,. …(3分)

∴an=•…••a1=•…••1=.   

当n=1时,an=,满足上式,

∴an=.…(6分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知an=

==2(-),

=2[(-)+(-)+(-)+…+(-)+(-)]

=2(+--).

=

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