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1、△+△2019年數(shù)學(xué)高考教學(xué)資料△+△
第六節(jié) 數(shù)學(xué)歸納法
[全盤鞏固]
1.用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式1+++…+>(n∈N*)成立,其初始值至少應(yīng)取( )
A.7 B.8 C.9 D.10
解析:選B 左邊=1+++…+==2-,代入驗證可知n的最小值是8.
2.用數(shù)學(xué)歸納法證明“1+a+a2+…+an+1=(a≠1)”,在驗證n=1時,左端計算所得的項為( )
A.1 B.1+a C.1+a+a2 D.1+a+a2+a3
解析:選C ∵等式的左端為1+a+a2+…+an+1,∴當n=
2、1時,左端=1+a+a2.
3.利用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式1+++…+
3、*)
D.假設(shè)n≤k(k≥1)時正確,再推n=k+2時正確(其中k∈N*)[來源:]
解析:選B ∵n為正奇數(shù),∴n=2k-1(k∈N*).
5.在數(shù)列{an}中,a1=,且Sn=n(2n-1)an,通過求a2,a3,a4,猜想an的表達式為( )
A. B.
C. D.
解析:選C 由a1=,Sn=n(2n-1)an,求得a2==,a3==,a4==.猜想an=.
6.設(shè)函數(shù)f(n)=(2n+9)3n+1+9,當n∈N*時,f(n)能被m(m∈N*)整除,猜想m的最大值為( )
A.9 B.18
4、C.27 D.36
解析:選D f(n+1)-f(n)=(2n+11)3n+2-(2n+9)3n+1=4(n+6)3n+1,當n=1時,f(2)-f(1)=479為最小值,據(jù)此可猜想D正確.
7.用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式++…+>的過程中,由n=k推導(dǎo)n=k+1時,不等式的左邊增加的式子是____________.
解析:不等式的左邊增加的式子是+-=,故填.
答案:
8.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=an+1(n∈N*),通過計算a1,a2,a3,a4,可猜想an=________.
解析:∵a1=1,∴a2=a1+1=,a3=a2+1=,a4=a3+1=.猜想a
5、n=.
答案:
9.設(shè)平面內(nèi)有n條直線(n≥3),其中有且僅有兩條直線互相平行,任意三條直線不過同一點.若用f(n)表示這n條直線交點的個數(shù),則f(4)=________;當n>4時,f(n)=________________(用n表示).
解析:f(3)=2,f(4)=f(3)+3=2+3=5,
f(n)=f(3)+3+4+…+(n-1)=2+3+4+…+(n-1)
=(n+1)(n-2).
答案:5 (n+1)(n-2)[來源:]
10.用數(shù)學(xué)歸納法證明下面的等式:
12-22+32-42+…+(-1)n-1n2=(-1)n-1.
證明:(1)當n=1時,左邊=12=1,
6、右邊=(-1)0=1,∴原等式成立.
(2)假設(shè)n=k(k∈N*,k≥1)時,等式成立,[來源:]
即有12-22+32-42+…+(-1)k-1k2=(-1)k-1.
那么,當n=k+1時,則有12-22+32-42+…+(-1)k-1k2+(-1)k(k+1)2
=(-1)k-1+(-1)k(k+1)2=(-1)k[-k+2(k+1)]=(-1)k.
∴n=k+1時,等式也成立,
由(1)(2)知對任意n∈N*,有12-22+32-42+…+(-1)n-1n2=(-1)n-1.
11.設(shè)數(shù)列{an}滿足a1=3,an+1=a-2nan+2,n=1,2,3,….
(1)求a2
7、,a3,a4的值,并猜想數(shù)列{an}的通項公式(不需證明);
(2)記Sn為數(shù)列{an}的前n項和,試求使得Sn<2n成立的最小正整數(shù)n,并給出證明.
解:(1)a2=5,a3=7,a4=9,猜想an=2n+1.
(2)Sn==n2+2n,使得Sn<2n成立的最小正整數(shù)n=6.
下證:n≥6(n∈N*)時都有2n>n2+2n.
①n=6時,26>62+26,即64>48成立;
②假設(shè)n=k(k≥6,k∈N*)時,2k>k2+2k成立,那么2k+1=22k>2(k2+2k)=k2+2k+k2+2k>k2+2k+3+2k=(k+1)2+2(k+1),即n=k+1時,不等式成立;
由①
8、②可得,對于任意的n≥6(n∈N*)都有2n>n2+2n成立.
12.(2014舟山模擬)若不等式++…+>對一切正整數(shù)n都成立,求正整數(shù)a的最大值,并證明結(jié)論.
解:當n=1時,++>,即>,所以a<26.
而a是正整數(shù),所以取a=25,下面用數(shù)學(xué)歸納法證明
++…+>.
(1)當n=1時,已證得不等式成立.
(2)假設(shè)當n=k(k∈N*)時,不等式成立,
即++…+>.
則當n=k+1時,有++…+
=++…++++-
>+.
因為+-=-
==>0,
所以當n=k+1時不等式也成立.由(1)(2)知,對一切正整數(shù)n,都有[來源:]
++…+>,所以a的最大值等
9、于25.
[沖擊名校]
已知數(shù)列{an}滿足a1=0,a2=1,當n∈N*時,an+2=an+1+an.求證:數(shù)列{an}的第4m+1項(m∈N*)能被3整除.
證明:(1)當m=1時,a4m+1=a5=a4+a3=(a3+a2)+(a2+a1)=(a2+a1)+2a2+a1=3a2+2a1=3+0=3.即當m=1時,第4m+1項能被3整除.故命題成立.
(2)假設(shè)當m=k時,a4k+1能被3整除,則當m=k+1時,
a4(k+1)+1=a4k+5=a4k+4+a4k+3=2a4k+3+a4k+2=2(a4k+2+a4k+1)+a4k+2=3a4k+2+2a4k+1.[來源:]
顯然,3a4k+2能被3整除,又由假設(shè)知a4k+1能被3整除.所以3a4k+2+2a4k+1能被3整除.
即當m=k+1時,a4(k+1)+1也能被3整除.命題也成立.
由(1)和(2)知,對于任意n∈N*,數(shù)列{an}中的第4m+1項能被3整除.
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