《高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí):第九章 :第六節(jié)數(shù)學(xué)歸納法回扣主干知識(shí)提升學(xué)科素養(yǎng)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí):第九章 :第六節(jié)數(shù)學(xué)歸納法回扣主干知識(shí)提升學(xué)科素養(yǎng)(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
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第六節(jié) 數(shù)學(xué)歸納法
1.了解數(shù)學(xué)歸納法的原理.
2.能用數(shù)學(xué)歸納法證明一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)命題.
[來(lái)源:數(shù)理化網(wǎng)]
1.?dāng)?shù)學(xué)歸納法
一般地,證明一個(gè)與正整數(shù)n有關(guān)的命題,可按下列步驟進(jìn)行:
(1)(歸納奠基)證明當(dāng)n取第一個(gè)值n0(n0∈N*)時(shí)命題成立;
(2)(歸納遞推)假設(shè)n=k(k≥n0,k∈N*)時(shí)命題成立,證明當(dāng)n=k+1時(shí)命題也成立.
只要完成這兩個(gè)步驟,就可以斷定命題對(duì)從n0開始的所有正整數(shù)n都成立.
2.?dāng)?shù)學(xué)歸納法的框圖表示
對(duì)于不等式
2、
(1)當(dāng)n=1時(shí),<1+1,不等式成立.
(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N*且k≥1)時(shí),不等式成立,即
3、*),則f(1)為( )
A.1 B.
C.1++++ D.非以上答案
解析:選C ∵f(n)=1+++…+,
∴f(1)=1+++…+=1++++.
3.某個(gè)命題與自然數(shù)n有關(guān),若n=k(k∈N*)時(shí)命題成立,那么可推得當(dāng)n=k+1時(shí)該命題也成立,現(xiàn)已知n=5時(shí),該命題不成立,那么可以推得( )
A.n=6時(shí)該命題不成立
B.n=6時(shí)該命題成立
C.n=4時(shí)該命題不成立
D.n=4時(shí)該命題成立
解析:選C 因?yàn)楫?dāng)n=k(k∈N*)時(shí)命題成立,則當(dāng)n=k+1時(shí),命題也成立.現(xiàn)n=5時(shí),命題不成立,故n=4時(shí)命題
4、也不成立.
4.(教材習(xí)題改編)用數(shù)學(xué)歸納法證明1+++…+1),第一步要證的不等式是________________.
解析:當(dāng)n=2時(shí),左邊為1++=1++,右邊為2.故應(yīng)填1++<2.
答案:1++<2
5.用數(shù)學(xué)歸納法證明1+2+3+…+n2=,則當(dāng)n=k+1時(shí),左端應(yīng)在n=k的基礎(chǔ)上增添的代數(shù)式是_____________________________________________________________.
解析:∵當(dāng)n=k時(shí),左側(cè)=1+2+3+…+k2,
當(dāng)n=k+1時(shí),左側(cè)=1+2+3+…+k2+(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1
5、)2,
∴當(dāng)n=k+1時(shí),左端應(yīng)在n=k的基礎(chǔ)上增添(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2.[來(lái)源:]
答案:(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2
前沿?zé)狳c(diǎn)(十四)
數(shù)學(xué)歸納法的應(yīng)用
數(shù)學(xué)歸納法是證明關(guān)于正整數(shù)n的命題的一種方法,常與數(shù)列、函數(shù)等知識(shí)結(jié)合一起考查,常以解答題的形式出現(xiàn),具有一定的綜合性和難度,屬中高檔題.
[典例] (2012湖北高考改編)已知函數(shù)f(x)=rx-xr+(1-r)(x>0),其中r為有理數(shù),且0
6、,若b1+b2=1,則a1b1a2b2≤a1b1+a2b2;
(2)請(qǐng)將(1)中的命題推廣到一般形式,并用數(shù)學(xué)歸納法證明你所推廣的命題.
[解題指導(dǎo)]
(1)對(duì)于不等式的證明要注意利用已知條件進(jìn)行突破;
(2)本問(wèn)數(shù)學(xué)歸納法的運(yùn)用相對(duì)而言難度高,運(yùn)算量大,在歸納證明時(shí)一要細(xì)心運(yùn)算,二要注意假設(shè)條件的恰當(dāng)運(yùn)用.[來(lái)源:]
[解] (1)由已知,當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),有f(x)≥f(1)=0,
即xr≤rx+(1-r).①
若a1,a2中有一個(gè)為0,則ab11ab22≤a1b1+a2b2成立.
若a1,a2均不為0,由b1+b2=1,可得b2=1-b1,于是在①中令x=,r=b1
7、,可得b1≤b1+(1-b1),
即ab11a1-b12≤a1b1+a2(1-b1),亦即ab11ab22≤a1b1+a2b2.
綜上,對(duì)a1≥0,a2≥0,b1,b2為正有理數(shù),且b1+b2=1,總有ab11ab22≤a1b1+a2b2.②[來(lái)源:]
(2)(1)中命題的推廣形式為:
設(shè)a1,a2,…,an為非負(fù)實(shí)數(shù),b1,b2,…,bn為正有理數(shù).
若b1+b2+…+bn=1,
則ab11ab22…abnn≤a1b1+a2b2+…+anbn,③
用數(shù)學(xué)歸納法證明如下:
a.當(dāng)n=1時(shí),b1=1,有a1≤a1,③成立.
b.假設(shè)當(dāng)n=k時(shí),③成立,即若a1,a2,…,ak為
8、非負(fù)實(shí)數(shù),b1,b2,…,bk為正有理數(shù),且b1+b2+…+bk=1,
則ab11ab22…abkk≤a1b1+a2b2+…+akbk.
當(dāng)n=k+1時(shí),已知a1,a2,…,ak,ak+1為非負(fù)實(shí)數(shù),b1,b2,…,bk,bk+1為正有理數(shù),且b1+b2+…+bk+bk+1=1,
此時(shí)00,
于是ab11ab22…abk+1k+1=(ab11ab22…abkk)abk+1k+1
=a1a2…ak1-bk+1abk+1k+1.
因?yàn)椋?,由歸納假設(shè)可得a1a2…ak≤a+a2+…+ak=.
從而ab11ab22…abkkabk+1k+1
≤
9、1-bk+1abk+1k+1.
又因?yàn)?1-bk+1)+bk+1=1,由②得
1-bk+1abk+1k+1
≤(1-bk+1)+ak+1bk+1
=a1b1+a2b2+…+akbk+ak+1bk+1,
從而ab11ab22…abkkabk+1k+1≤a1b1+a2b2+…+akbk+ak+1bk+1.
故當(dāng)n=k+1時(shí),③成立.
由a,b可知,對(duì)一切正整數(shù)n,所推廣的命題成立.
[名師點(diǎn)評(píng)] 解決數(shù)學(xué)歸納法中“歸納—猜想—證明”問(wèn)題及不等式證明時(shí)要特別關(guān)注:
一是需驗(yàn)證n=1,n=2時(shí)結(jié)論成立,易忽略驗(yàn)證n=2;
二是需要熟練掌握數(shù)學(xué)歸納法幾種常見的推證技巧,才能快速正確
10、地解決問(wèn)題.
除此外,應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法時(shí),以下幾點(diǎn)容易造成失分:
1.把初始值搞錯(cuò);
2.在推證n=k+1時(shí),沒(méi)有用上歸納假設(shè);
3.對(duì)項(xiàng)數(shù)估算的錯(cuò)誤,特別是尋找n=k與n=k+1的關(guān)系時(shí),項(xiàng)數(shù)發(fā)生的變化被弄錯(cuò).
數(shù)列{xn}滿足x1=0,xn+1=-x+xn+c(n∈N*).
(1)證明:{xn}是遞減數(shù)列的充分必要條件是c<0;[來(lái)源:]
(2)求c的取值范圍,使{xn}是遞增數(shù)列.
解:(1)證明:先證充分性,若c<0,由于xn+1=-x+xn+c≤xn+c
11、設(shè){xn}是遞增數(shù)列.由x1=0,得x2=c,x3=-c2+2c.
由x10,即xn<1-.
由②式和xn≥0還可得,對(duì)任意n≥1都有-xn+1≤(1-)(-xn).③
反復(fù)運(yùn)用③式,得-xn≤(1-)n-1(-x1)<(1-)n-1,
xn<1-和 -xn<(1-)n-1兩式相加,知2-1<(1-)n-1對(duì)任意n≥1成立.
根據(jù)指數(shù)函數(shù)y=(1-)n的性質(zhì),得2-1≤0,c≤,故0
12、(Ⅱ)若00,
即證xn< 對(duì)任意n≥1成立.
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明當(dāng)0xn,即{xn}是遞增數(shù)列.
由①②知,使得數(shù)列{xn}單調(diào)遞增的c的范圍是.
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