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1、2022年高考數(shù)學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第十一章 第5節(jié) 數(shù)學(xué)歸納法練習(xí)
一、選擇題
1.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)上加上( )
A.k2+1
B.(k+1)2
C.
D.(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2
[解析] 當(dāng)n=k時(shí),左端=1+2+3+…+k2.
當(dāng)n=k+1時(shí),左端=1+2+3+…+k2+(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2,
故當(dāng)n=k+1時(shí),左端應(yīng)在n=k的基礎(chǔ)上加上(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2.
[答案] D
2.(xx·岳陽(yáng)模擬)用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式1+++…+>(n∈N+
2、)成立,其初始值至少應(yīng)取( )
A.7 B.8
C.9 D.10
[解析] 1+++…+=>,整理得2n>128,解得n>7,所以初始值至少應(yīng)取8.
[答案] B
3.用數(shù)學(xué)歸納法證明:“(n+1)·(n+2)·…·(n+n)=2n·1·3·…·(2n-1)”,從“k到k+1”左端需增乘的代數(shù)式為( )
A.2k+1 B.2(2k+1)
C. D.
[解析] n=k+1時(shí),左端為(k+2)(k+3)·…·[(k+1)+(k-1)][(k+1)+k][(k+1)+(k+1)]=(k+2)(k+3)·…·(k+k)(2k+1)(2k+2)=(k+1
3、)(k+2)·…·(k+k)[2(2k+1)],∴應(yīng)乘2(2k+1).
[答案] B
4.對(duì)于不等式
4、可將平面分成f(n)個(gè)區(qū)域,則f(n)的表達(dá)式為( )
A.n+1 B.2n
C. D.n2+n+1
[解析] 1條直線(xiàn)將平面分成1+1個(gè)區(qū)域;2條直線(xiàn)最多可將平面分成1+(1+2)=4個(gè)區(qū)域;3條直線(xiàn)最多可將平面分成1+(1+2+3)=7個(gè)區(qū)域;……,n條直線(xiàn)最多可將平面分成1+(1+2+3+…+n)=1+=個(gè)區(qū)域.
[答案] C
6.(xx·南寧模擬)已知f(n)=(2n+7)·3n+9,存在自然數(shù)m,使得對(duì)任意n∈N*,f(n)都能被m整除,則m的最大值為( )
A.18 B.36
C.48 D.54
[解析] 由于f(1)=36,f(2)=108,f(3)=
5、360都能被36整除,猜想f(n)能被36整除,即m的最大值為36.當(dāng)n=1時(shí),可知猜想成立.假設(shè)當(dāng)n=k(k≥1,k∈N*)時(shí),猜想成立,即f(k)=(2k+7)·3k+9能被36整除;當(dāng)n=k+1時(shí), f(k+1)=(2k+9)·3k+1+9=(2k+7)·3k+9+36(k+5)·3k-2,因此f(k+1)也能被36整除,故所求m的最大值為36.
[答案] B
二、填空題
7.用數(shù)學(xué)歸納法證明“2n+1≥n2+n+2(n∈N+)”時(shí),第一步驗(yàn)證為_(kāi)_______.
[解析] 由n∈N+可知初始值為1.
[答案] 當(dāng)n=1時(shí),左邊=4≥右邊,不等式成立
8.(xx·徐州模擬)用
6、數(shù)學(xué)歸納法證明“當(dāng)n為正奇數(shù)時(shí),xn+yn能被x+y整除”,當(dāng)?shù)诙郊僭O(shè)n=k(k∈N*)命題為真時(shí),進(jìn)而需證n=________時(shí),命題亦真.
[解析] n為正奇數(shù),假設(shè)n=k成立后,需證明的應(yīng)為n=k+2時(shí)成立.
[答案] k+2
9.若f(n)=12+22+32+…+(2n)2,則f(k+1)與f(k)的遞推關(guān)系式是__________.
[解析] ∵f(k)=12+22+…+(2k)2,
∴f(k+1)=12+22+…+(2k)2+(2k+1)2+(2k+2)2;
∴f(k+1)=f(k)+(2k+1)2+(2k+2)2.
[答案] f(k+1)=f(k)+(2k+1)2
7、+(2k+2)2
10.用數(shù)學(xué)歸納法證明…> (k>1),則當(dāng)n=k+1時(shí),左端應(yīng)乘上______________________,這個(gè)乘上去的代數(shù)式共有因式的個(gè)數(shù)是__________.
[解析] 因?yàn)榉帜傅墓顬?,所以乘上去的第一個(gè)因式是,最后一個(gè)是,根據(jù)等差數(shù)列通項(xiàng)公式可求得共有+1=2k-2k-1=2k-1項(xiàng).
[答案] …
2k-1
三、解答題
11.(xx·綿陽(yáng)一模)已知數(shù)列{xn}滿(mǎn)足x1=,xn+1=,n∈N*.猜想數(shù)列{x2n}的單調(diào)性,并證明你的結(jié)論.
[解析] 由x1=及xn+1=,
得x2=,x4=,x6=,
由x2>x4>x6猜想:數(shù)列{x2n}是
8、遞減數(shù)列.
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明:
(1)當(dāng)n=1時(shí),已證命題成立.
(2)假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)命題成立,即x2k>x2k+2,易知xk>0,那么x2k+2-x2k+4=-
=
=>0,
即x2(k+1)>x2(k+1)+2.
也就是說(shuō),當(dāng)n=k+1時(shí)命題也成立.
結(jié)合(1)和(2)知命題成立.
12.(xx·長(zhǎng)沙模擬)設(shè)數(shù)列{an}滿(mǎn)足a1=3,an+1=a-2nan+2(n=1,2,3,…).
(1)求a2,a3,a4的值,并猜想數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式(不需證明).
(2)記Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,試求使得Sn<2n成立的最小正整數(shù)n,并給出證明.
(1)解:a2=
9、a-2a1+2=5,a3=a-2×2a2+2=7,a4=a-2×3a3+2=9,
猜想an=2n+1(n∈N+).
(2)證明:Sn==n2+2n(n∈N+),
使得Sn<2n成立的最小正整數(shù)n=6.
下證:當(dāng)n≥6(n∈N+)時(shí)都有2n>n2+2n.
①當(dāng)n=6時(shí),26=64,62+2×6=48,64>48,命題成立.
②假設(shè)n=k(k≥6,k∈N+)時(shí),2k>k2+2k成立,那么2k+1=2·2k>2(k2+2k)
=k2+2k+k2+2k>k2+2k+3+2k=(k+1)2+2(k+1),即n=k+1時(shí),不等式成立;
由①②可得,對(duì)于所有的n≥6(n∈N+)
都有2n>n2+2n成立.