- 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
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