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题型:简答题
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简答题

(2015春•天津期末)设数列{an}满足a1=2,an+1=an2-nan+1,n=1,2,3,…,

(1)求a2,a3,a4

(2)猜想出{an}的一个通项公式并证明你的结论.

正确答案

解:(1)由a1=2,得a2=a12-a1+1=3

由a2=3,得a3=a22-2a2+1=4

由a3=4,得a4=a32-3a3+1=5

(1)用数学归纳法证明

①由a1=2=1+1知n=1时,an=n+1成立

设n=k(k属于正整数)时an=n+1成立,即ak=k+1

则当n=k+1时,因为an+1=an2-nan+1,

所以ak+1=ak2-k(k+1)+1=(k+1)2-k(k+1)+1=k2+2k+1-k2-k+1=k+2

综上,an=n+1成立

解析

解:(1)由a1=2,得a2=a12-a1+1=3

由a2=3,得a3=a22-2a2+1=4

由a3=4,得a4=a32-3a3+1=5

(1)用数学归纳法证明

①由a1=2=1+1知n=1时,an=n+1成立

设n=k(k属于正整数)时an=n+1成立,即ak=k+1

则当n=k+1时,因为an+1=an2-nan+1,

所以ak+1=ak2-k(k+1)+1=(k+1)2-k(k+1)+1=k2+2k+1-k2-k+1=k+2

综上,an=n+1成立

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简答题

已知fn(x)=(1+2x)(1+22x)…(1+2nx)(n≥2,n∈N*).

(1)设fn(x)展开式中含x项的系数为an,求an

(2)设fn(x)展开式中含x2项的系数为bn,求证:bn+1=bn+2n+1an

(3)是否存在常数a,b,使bn=(2n-1-1)(2na+b)对一切n≥2且n∈N*恒成立?若不存在,说明理由;若存在,求出a,b的值,并给出证明.

正确答案

解:(1)根据多项式乘法的运算法则,fn(x)的展开式中x项的系数为an=2+22+23+…+2n=2n+1-2.

(2)用为an、bn分别是fn(x)的展开式中x项、x2项的系数,则可设fn(x)=1+anx+bnx2+…,则

fn+1(x)=fn(x)•(1+2n+1)=1+(an+2n+1)x+(bn+2n+1•an)x2+…,

∴bn+1=bn+2n+1an

(3)假设存在a、b,使得bn=(2n-1-1)(2na+b)对一切n≥2且n∈N*恒成立,则

b2=(2-1)(22a+b),即4a+b=b2.①

同理8a+b=b3.②

又由f2(x)=1+6x+8x2,得a2=6,b2=8.从而b3=56,

代入①、②得a=1,b=-1.  

猜想:bn=(2n-1-1)(2n-1)(n≥2). 

证明如下:(i)n=2时,已经证明成立;

(ii)假设n=k时结论成立,即bk=(2k-1-1)(2k-1),

则n=k+1时,bk+1=bk+2k+1ak=(2k-1-1)(2k-1)+2k+1(2k+1-2)=(2k-1)(2k+1-1),

∴n=k+1时,结论成立,

由(i)(ii)可得bn=(2n-1-1)(2n-1)(n≥2).

解析

解:(1)根据多项式乘法的运算法则,fn(x)的展开式中x项的系数为an=2+22+23+…+2n=2n+1-2.

(2)用为an、bn分别是fn(x)的展开式中x项、x2项的系数,则可设fn(x)=1+anx+bnx2+…,则

fn+1(x)=fn(x)•(1+2n+1)=1+(an+2n+1)x+(bn+2n+1•an)x2+…,

∴bn+1=bn+2n+1an

(3)假设存在a、b,使得bn=(2n-1-1)(2na+b)对一切n≥2且n∈N*恒成立,则

b2=(2-1)(22a+b),即4a+b=b2.①

同理8a+b=b3.②

又由f2(x)=1+6x+8x2,得a2=6,b2=8.从而b3=56,

代入①、②得a=1,b=-1.  

猜想:bn=(2n-1-1)(2n-1)(n≥2). 

证明如下:(i)n=2时,已经证明成立;

(ii)假设n=k时结论成立,即bk=(2k-1-1)(2k-1),

则n=k+1时,bk+1=bk+2k+1ak=(2k-1-1)(2k-1)+2k+1(2k+1-2)=(2k-1)(2k+1-1),

∴n=k+1时,结论成立,

由(i)(ii)可得bn=(2n-1-1)(2n-1)(n≥2).

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简答题

(2015秋•黄浦区期末)在数列{an}中,,且对任意n∈N*,都有

(1)计算a2,a3,a4,由此推测{an}的通项公式,并用数学归纳法证明;

(2)若,求无穷数列{bn}的各项之和与最大项.

正确答案

解:(1)∵,且对任意n∈N*,都有

∴a2==,a3==,a4==

由此推测{an}的通项公式,an=

下面利用数学归纳法证明:

①当n=1时,a1==成立;

②假设当n=k∈N*时,ak=

则n=k+1时,ak+1===

因此当n=k+1时也成立,

综上:∀n∈N*,an=成立.

(2)

∴bn=(-2)n=+9

∴无穷数列{bn}的各项之和Tn=+=-=+-

当n=2k(k∈N*)时,Tn=+-,Tn单调递减,因此当n=2时,取得最大值T2=

当n=2k-1(k∈N*)时,Tn=×--,Tn单调递增,且Tn<0.

综上可得:Tn的最大项为T2=

解析

解:(1)∵,且对任意n∈N*,都有

∴a2==,a3==,a4==

由此推测{an}的通项公式,an=

下面利用数学归纳法证明:

①当n=1时,a1==成立;

②假设当n=k∈N*时,ak=

则n=k+1时,ak+1===

因此当n=k+1时也成立,

综上:∀n∈N*,an=成立.

(2)

∴bn=(-2)n=+9

∴无穷数列{bn}的各项之和Tn=+=-=+-

当n=2k(k∈N*)时,Tn=+-,Tn单调递减,因此当n=2时,取得最大值T2=

当n=2k-1(k∈N*)时,Tn=×--,Tn单调递增,且Tn<0.

综上可得:Tn的最大项为T2=

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简答题

已知数列{an}前n项的和为Sn,且满足

(Ⅰ)求s1、s2、s3的值;

(Ⅱ)用数学归纳法证明

正确答案

解:(Ⅰ)∵an=n2,n∈N*

∴s1=a1=1,s2=a1+a2=1+4=5,s3=a1+a2+a3=1+4+9=14.…(6分)

(Ⅱ)证明:(1)当n=1时,左边=s1=1,

右边==1,

所以等式成立.…(8分)

(2)假设n=k(k∈N*)时结论成立,即Sk=,…(10分)

那么,Sk+1=Sk+(k+1)2

=+(k+1)2

=

=

=

即n=k+1时,等式也成立.…(13分)

根据(1)(2)可知对任意的正整数n∈N*都成立.…(14分)

解析

解:(Ⅰ)∵an=n2,n∈N*

∴s1=a1=1,s2=a1+a2=1+4=5,s3=a1+a2+a3=1+4+9=14.…(6分)

(Ⅱ)证明:(1)当n=1时,左边=s1=1,

右边==1,

所以等式成立.…(8分)

(2)假设n=k(k∈N*)时结论成立,即Sk=,…(10分)

那么,Sk+1=Sk+(k+1)2

=+(k+1)2

=

=

=

即n=k+1时,等式也成立.…(13分)

根据(1)(2)可知对任意的正整数n∈N*都成立.…(14分)

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简答题

已知动圆与直线y=-3相切,并与定圆x2+y2=1相内切.

(Ⅰ)求动圆圆心P的轨迹C的方程.

(Ⅱ)过原点作斜率为1的直线交曲线C于p1(p1为第一象限点),又过P1作斜率为的直线交曲线C于P2,再过P2作斜率为的直线交曲线C于P3…如此继续,一般地,过Pn作斜率为的直线交曲线C于Pn+1,设Pn(xn,yn).

(i)令bn=x2n+1-x2n-1,求证:数列{bn}是等比数列;

(ii)数列{bn}的前n项和为Sn,试比较Sn+1与大小.

正确答案

解:(Ⅰ)∵动圆与直线y=-3相切,并与定圆x2+y2=1相内切,

∴P到原点的距离等于P到直线y=-2的距离,由抛物线定义可知,P的轨迹是以原点为焦点,直线y=-2为准线的抛物线,其轨迹方程为x2=4(y+1);

(Ⅱ)(i)设Pn(xn,yn)、Pn+1(xn+1,yn+1)在抛物线上,故xn2=4(yn+1),①xn+12=4(yn+1+1)②,又因为直线PnPn+1的斜率为,可得xn+1+xn=

∴bn=x2n+1-x2n-1=(x2n+1+x2n)-(x2n+x2n-1)=-=-

故数列{bn}是以-1为首项,以为公比的等比数列;

(ii)bn=-,∴Sn=-(1-),

Sn+1=

故只要比较4n与3n+10的大小.

4n=(1+3)n=1+•3+•32+…+>1+3n+>1+3n+9=3n+10(n≥3),

当n=1时,Sn+1>

当n=2时,Sn+1=

当n≥3,n∈N*时,Sn+1<

解析

解:(Ⅰ)∵动圆与直线y=-3相切,并与定圆x2+y2=1相内切,

∴P到原点的距离等于P到直线y=-2的距离,由抛物线定义可知,P的轨迹是以原点为焦点,直线y=-2为准线的抛物线,其轨迹方程为x2=4(y+1);

(Ⅱ)(i)设Pn(xn,yn)、Pn+1(xn+1,yn+1)在抛物线上,故xn2=4(yn+1),①xn+12=4(yn+1+1)②,又因为直线PnPn+1的斜率为,可得xn+1+xn=

∴bn=x2n+1-x2n-1=(x2n+1+x2n)-(x2n+x2n-1)=-=-

故数列{bn}是以-1为首项,以为公比的等比数列;

(ii)bn=-,∴Sn=-(1-),

Sn+1=

故只要比较4n与3n+10的大小.

4n=(1+3)n=1+•3+•32+…+>1+3n+>1+3n+9=3n+10(n≥3),

当n=1时,Sn+1>

当n=2时,Sn+1=

当n≥3,n∈N*时,Sn+1<

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