- 反证法与放缩法
- 共409题
顶点在坐标原点,开口向上的抛物线经过A0(1,1),过A0作抛物 线的切线交x轴于B1,过B1点作x轴的垂线交抛物线于A1,过A1作抛物线的切线交x轴于B2,…,过An(xn,yn)作抛物线的切线交x轴于B n+1(x n+1,0)
(1)求{xn},{yn}的通项公式;
(2)设an=+
,数列{an}的前n项和为Tn.求证:Tn>2n﹣
.
(3)设bn=1﹣log2yn,若对任意正整数n,不等式(1+)(1+
)…(1+
)≥a
成立,求正数a的取值范围.
正确答案
解:(1)由已知得抛物线方程为y=x2,y'=2x,
则设过点An(xn,yn)的切线为y﹣xn2=2xn(x﹣xn),
令y=0,x=,故x n﹣1=
,
又x0=1,∴xn=,yn=
,
(2)证明:由(1)知xn=,
所以an=+
=
+
=2﹣(
﹣
),
由于<
,
>
,
得﹣
<
﹣
,
∴an=2﹣(﹣
)>2﹣(
﹣
),
从而Tn=a1+a2+a3+…+an>2n﹣[(﹣
)+(
﹣
)+…+(
﹣
)]
=2n﹣()>2n﹣
,
即Tn>2n﹣,
(3)由于yn=,故bn=2n+1,对于任意正整数n,
不等式(1+)(1+
)…(1+
)≥a
,
a≤(1+
)(1+
)…(1+
)恒成立,
设f(n)=(1+
)(1+
)…(1+
),
∴f(n+1)=(1+
)(1+
)…(1+
)(1+
),
=
×(1+
)=
×
=
=
>1,
∴f(n+1)>f(n),故f(n)为递增,
∴f(n)min=f(1)=×
=
,
∴0<a≤.
已知数列{an},an≥0,a1=0,an+12+an+1-1=an2(n∈N*),记:Sn=a1+a2+…+an,
,求证:当n∈N*时,
(Ⅰ)an<an+1;
(Ⅱ)Sn>n-2;
(Ⅲ)Tn<3。
正确答案
证明:(Ⅰ)用数学归纳法证明.
①当n=1时,因为a2是方程的正根,所以
;
②假设当n=k(k∈N*)时,,
因为,
所以,
即当n=k+1时,也成立.
根据①和②,可知对任何n∈N*都成立;
(Ⅱ)由
得,
因为,所以
,
由,
所以.
(Ⅲ)由,
得,
所以,
于是,
故当n≥3时,,
又因为,
所以。
已知m,n为正整数,
(1)证明:当x>-1时,(1+x)m≥1+mx;
(2)对于n≥6,已知,求证
,m=1,2,3,…,n;
(3)求出满足等式3n+4n+…+(n+2)n=(n+3)n的所有正整数n。
正确答案
解:(1)用数学归纳法证明:
(i)当时,原不等式成立;当
时,左边
,右边
因为
所以左边右边,原不等式成立;
(ii)假设当时,不等式成立,即
,则当
时
∵
∴
于是在不等式两边同乘以1+x得
所以
即当时,不等式也成立
综合(i)(ii)知,对一切正整数m,不等式都成立;
(2)当时,由(1)得:
(令
易得
)
于是,m=1,2,3,…,n;
(3)由(2)知,当时
∴
即
即当时,不存在满足该等式的正整数n
故只需要讨论n=1,2,3,4,5的情形
当时,
,等式不成立
当n=2时,,等式成立;
当n=3时,,等式成立;
当n=4时,为偶数,
为奇数,故
,等式不成立;
当n=5时,同的情形可分析出,等式不成立
综上,所求的n只有2,3。
在数列{an}中,a1=0,且对任意k∈N*,a2k-1,a2k,a2k+1成等差数列,其公差为2k,
(Ⅰ)证明:a4,a5,a6成等比数列;
(Ⅱ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅲ)记,证明
。
正确答案
解:(Ⅰ)证明:由题设可知,a2=a1+2=2,a3=a2+2=4,a4=a3+4=8,
a5=a4+4=12,a6=a5+6=18,
从而, 所以a4,a5,a6成等比数列.
(Ⅱ)由题设,可得a2k+1-a2k-1=4k,k∈N*,
所以a2k+1-a1=(a2k+1-a2k-1)+(a2k-1-a2k-3)+…+(a3-a1)
=4k+4(k-1)+…+4×1=2k(k+1),k∈N*,
由a1=0,得a2k+1=2k(k+l),
从而a2k=a2k+1-2k=2k2,
所以数列{an}的通项公式为或写为
。
(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)可知a2k+1=2k(k+1),a2k=2k2,
以下分两种情况进行讨论:
(1)当n为偶数时,设n=2m(m∈N*),
若m=1,则,
若m≥2,则
,
所以,,
从而,n=4,6,8,……
(2)当n为奇数时,设n=2m+1(m∈N*),
,
所以,
从而,n=3,5,7,……
综合(1)和(2)可知,对任意n≥2,n∈N*,有。
已知函数f(x)=kx,
(1)求函数的单调递增区间
(2)若不等式f(x)≥g(x)在区间(0,+∞)上恒成立,求k的取值范围;
(3)求证:.
正确答案
解:(1)∵(x>0),
∴,
令g'(x)>0,得0<x<e,
故函数的单调递增区间为(0,e).
(2)由,
则问题转化为k大于等于h(x)的最大值.
又,
令.
当x在区间(0,+∞)内变化时,h'(x)、h(x)变化情况如下表:
由表知当时,函数h(x)有最大值,且最大值为
,
因此k≥.
(3)由 ≥
,
∴<
(x≥2),
∴<
.
又∵<
=1﹣+
+
+…+
=1﹣
<1,
∴<
.
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