- 数学归纳法
- 共1204题
利用数学归纳法证明不等式1++
+…+
<f(n)(n≥2,n∈N*)的过程中,由n=k变到n=k+1时,左边增加了( )
正确答案
解析
解:由题意,n=k时,最后一项为,n=k+1时,最后一项为
∴由n=k变到n=k+1时,左边增加了2k-(2k-1+1)+1=2k-1
故选C.
用数学归纳法证明(n+1)(n+2)…(n+n)=2n•1•3•5•…•(2n-1)时,从k变到k+1时,左边应增添的因式是( )
正确答案
解析
解:当n=k时,左边等于 (k+1)(k+2)…(k+k)=(k+1)(k+2)…(2k),
当n=k+1时,左边等于 (k+2)(k+3)…(k+k)(2k+1)(2k+2),
故从“k”到“k+1”的证明,左边需增添的代数式是 =2(2k+1),
故选D.
(1)若a<<b对x∈(0,
)恒成立,求a的最大值与b的最小值.
(2)证明:sin+sin
+…+sin
>
,n≥2,n∈N*.
正确答案
解:(1)当x>0时,“>a”等价于“sinx-ax>0”,
“<b”等价于“sinx-bx<0”.
令g(x)=sinx-cx,则g′(x)=cosx-c.
①当c≤0时,g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立.
②当c≥1时,因为对任意x∈(0,),g′(x)=cosx-c<0,
∴g(x)在区间(0,)上单调递减,
从而g(x)<g(0)=0对任意x∈(0,)恒成立.
③当0<c<1时,存在唯一的x0∈(0,)使得g′(x0)=cosx0-c=0.
g(x)与g′(x)在区间(0,)上的情况如下:
∵g(x)在区间(0,x0)上是增函数,
∴g(x0)>g(0)=0.
于是“g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立”当且仅当g()=1-c≥0,即0<c≤.
综上所述,当且仅当c≤时,g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立;
当且仅当c≥1时,g(x)<0对任意x∈(0,)恒成立.
∴若a<<b对任意x∈(0,)恒成立,
则a的最大值为,b的最小值为1.
(2)证明:①当n=2时,,即原不等式成立;
②假设n=k时,原不等式成立,即:;
则当n=k+1时,左边=sin+sin+…++>,
下面只要证明:+>,即证明>即可.
由(1)可知:>=,而>,
∴>.
综上可得:命题对于n≥2,n∈N*都成立.
解析
解:(1)当x>0时,“>a”等价于“sinx-ax>0”,
“<b”等价于“sinx-bx<0”.
令g(x)=sinx-cx,则g′(x)=cosx-c.
①当c≤0时,g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立.
②当c≥1时,因为对任意x∈(0,),g′(x)=cosx-c<0,
∴g(x)在区间(0,)上单调递减,
从而g(x)<g(0)=0对任意x∈(0,)恒成立.
③当0<c<1时,存在唯一的x0∈(0,)使得g′(x0)=cosx0-c=0.
g(x)与g′(x)在区间(0,)上的情况如下:
∵g(x)在区间(0,x0)上是增函数,
∴g(x0)>g(0)=0.
于是“g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立”当且仅当g()=1-c≥0,即0<c≤.
综上所述,当且仅当c≤时,g(x)>0对任意x∈(0,)恒成立;
当且仅当c≥1时,g(x)<0对任意x∈(0,)恒成立.
∴若a<<b对任意x∈(0,)恒成立,
则a的最大值为,b的最小值为1.
(2)证明:①当n=2时,,即原不等式成立;
②假设n=k时,原不等式成立,即:;
则当n=k+1时,左边=sin+sin+…++>,
下面只要证明:+>,即证明>即可.
由(1)可知:>=,而>,
∴>.
综上可得:命题对于n≥2,n∈N*都成立.
已知数列{an}满足2an+1an-3an+1-an+2=0,则n∈N*,a1=
(1)计算a2,a3,a4;
(2)猜想数列{a4}的通项公式,并用数学归纳法加以证明.
正确答案
解:(1)∵数列{an}满足2an+1an-3an+1-an+2=0,n∈N*,a1=.
∴当n=1时,2a2a1-3a2-a1+2=0,即=0,解得a2=
.
同理可得:a3=,a4=
.
(2)由(1)猜想:an=.
下面利用数学归纳法证明.
(i)当n=1时,=
成立.
(ii)假设当n=k∈N*时,成立.
则n=k+1时,有2ak+1ak-3ak+1-ak+2=0,即-3ak+1-
+2=0,
解得ak+1=.
∴当n=k+1时,an=成立.
综上可得:∀n∈N*,an=成立.
解析
解:(1)∵数列{an}满足2an+1an-3an+1-an+2=0,n∈N*,a1=.
∴当n=1时,2a2a1-3a2-a1+2=0,即=0,解得a2=
.
同理可得:a3=,a4=
.
(2)由(1)猜想:an=.
下面利用数学归纳法证明.
(i)当n=1时,=
成立.
(ii)假设当n=k∈N*时,成立.
则n=k+1时,有2ak+1ak-3ak+1-ak+2=0,即-3ak+1-
+2=0,
解得ak+1=.
∴当n=k+1时,an=成立.
综上可得:∀n∈N*,an=成立.
已知数列{an}中,a1=2,对∀n∈N*总有an+1=3an+2成立,
(1)计算a2,a3,a4的值;
(2)根据(1)的结果猜想数列的通项an,并用数学归纳法证明.
正确答案
解:(1)当n=1时,a2=3×2+2=8;…(2分)
当n=2时,a3=3×8+2=26;…(4分)
当n=3时,a4=3×26+2=80;…(6分)
(2)结论:…(8分)
证明:1°当n=1时,显然成立;…(9分)
2°假设当n=k(k∈N*)时成立,即.
则当n=k+1时,,
所以,当n=k+1时也成立,…(13分)
综合1°2°,可知,对任意n∈N*,总有成立. …(14分)
解析
解:(1)当n=1时,a2=3×2+2=8;…(2分)
当n=2时,a3=3×8+2=26;…(4分)
当n=3时,a4=3×26+2=80;…(6分)
(2)结论:…(8分)
证明:1°当n=1时,显然成立;…(9分)
2°假设当n=k(k∈N*)时成立,即.
则当n=k+1时,,
所以,当n=k+1时也成立,…(13分)
综合1°2°,可知,对任意n∈N*,总有成立. …(14分)
扫码查看完整答案与解析