- 数学归纳法的应用
- 共9题
21.数列满足
,
(1)证明:“对任意,
”的充要条件是“
”
(2)若,数列
满足
,设
,
,若对任意的
,不等式
的解集非空,求满足条件的实数
的最小值。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
对于数列,把
作为新数列
的第一项,把
或
作为新数列
的第
项,数列
称为数列
的一个生成数列,例如,数列
的一个生成数列是
。
已知数列为数列
的生成数列,
为数列
的前
项和。
(1)写出的所有可能值;
(2)若生成数列满足
,求数列
的通项公式;
(3)证明:对于给定的,
的所有可能值组成的集合为
。
正确答案
见解析
解析
(1)由已知,,
,
∴,
由于,
∴可能值为
。…………………………3分
(2)∵,
当时,
,
当时,
,
,
,…………………………5分
∵是
的生成数列,
∴;
;
;
∴
在以上各种组合中,
当且仅当时,才成立。
∴。…………………………8分
(3)共有
种情形。
,即
,
又,分子必是奇数,
满足条件的奇数
共有
个。…………………………10分
设数列与数列
为两个生成数列,数列
的前
项和为
,数列
的前
项和为
,从第二项开始比较两个数列,设第一个不相等的项为第
项。
由于,不妨设
,
,
所以,只有当数列与数列
的前
项完全相同时,才有
。……12分
∴共有
种情形,其值各不相同。
∴可能值必恰为
,共
个。
即所有可能值集合为
。…………………………13分
知识点
已知△ABC的三边长都是有理数。
(1)求证cosA是有理数;
(2)求证:对任意正整数n,cosnA是有理数。
正确答案
见解析。
解析
(方法一)(1)证明:设三边长分别为,
,∵
是有理数,
是有理数,分母
为正有理数,又有理数集对于除法的具有封闭性,
∴必为有理数,∴cosA是有理数。
(2)①当时,显然cosA是有理数;
当时,∵
,因为cosA是有理数, ∴
也是有理数;
②假设当时,结论成立,即coskA、
均是有理数。
当时,
,
,
,
解得:
∵cosA,,
均是有理数,∴
是有理数,
∴是有理数。
即当时,结论成立。
综上所述,对于任意正整数n,cosnA是有理数。
(方法二)证明:(1)由AB、BC、AC为有理数及余弦定理知
是有理数。
(2)用数学归纳法证明cosnA和都是有理数。
①当时,由(1)知
是有理数,从而有
也是有理数。
②假设当时,
和
都是有理数。
当时,由
,
,
及①和归纳假设,知和
都是有理数。
即当时,结论成立。
综合①、②可知,对任意正整数n,cosnA是有理数。
知识点
已知函数,其中
是自然对数的底,
=2.71828…。
(1)证明:函数在区间
上有零点;
(2)求方程根的个数,并说明理由;
(3)若数列满足
为常数),
,证明:存在常数
,使得对于任意
,都有
正确答案
见解析。
解析
解:
(1)由,得:
,
,所以函数
在区间
上有零点。
(2)由(1)得:,由
知,
,而
,则
为
的一个零点,且
在
内有零点,因此
至少有两个零点。
解法1:-1,记
-1,则
.
当时,
,因此
在
上单调递增,则
在
内至多只有一个零点。
有且只有两个零点.所以,方程
根的个数为2。
(3)记的正零点为
,即
.
(i)当时,由
,即
.而
,因此
,由此猜测:
.下面用数学归纳法证明:①当
时,
显然成立;
②假设当时,有
成立,则当
时,由
知,
,因此,当
时,
成立.故对任意的
,
成立。
(ii)当时,由(1)知,
在
上单调递增.则
,即
.从而
,即
,由此猜测:
.下面用数学归纳法证明:
①当时,
显然成立;②假设当
时,有
成立,则当
时,由
知,
,因此,当
时,
成立。
故对任意的,
成立。
综上所述,存在常数,使得对于任意的
,都有
.
知识点
21.设数列满足;
(1)当时,求
并由此猜测
的一个通项公式;
(2)当时,证明对所有的
,
(i)
(ii)。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
扫码查看完整答案与解析