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1、課時作業(yè)39 數(shù)學(xué)歸納法
[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)]
一、選擇題
1.用數(shù)學(xué)歸納法證明2n>2n+1,n的第一個取值應(yīng)是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:∵n=1時,21=2,2×1+1=3,2n>2n+1不成立;
n=2時,22=4,2×2+1=5,2n>2n+1不成立;
n=3時,23=8,2×3+1=7,2n>2n+1成立.
∴n的第一個取值應(yīng)是3.
答案:C
2.用數(shù)學(xué)歸納法證明“當(dāng)n為正奇數(shù)時,xn+yn能被x+y整除”的第二步是( )
A.假使n=2k+1時正確,再推n=2k+3時正確(其中k∈N*)
B.假使n=2k-1時正確,再推n=2k+1時
2、正確(其中k∈N*)
C.假使n=k時正確,再推n=k+1時正確(其中k∈N*)
D.假使n=k時正確,再推n=k+2時正確(其中k∈N*)
解析:因為n為正奇數(shù),根據(jù)數(shù)學(xué)歸納法證題的步驟,第二步應(yīng)先假設(shè)第k個正奇數(shù)也成立,即假設(shè)n=2k-1時正確,再推第k+1個正奇數(shù),即n=2k+1時正確.
答案:B
3.利用數(shù)學(xué)歸納法證明“(n+1)(n+2)·…·(n+n)=2n×1×3×…×(2n-1),n∈N*”時,從“n=k”變成“n=k+1”時,左邊應(yīng)增乘的因式是( )
A.2k+1 B.2(2k+1)
C. D.
解析:當(dāng)n=k(k∈N*)時,
左式為(k+1)(k+
3、2)·…·(k+k);
當(dāng)n=k+1時,左式為(k+1+1)·(k+1+2)·…·(k+1+k-1)·(k+1+k)·(k+1+k+1),
則左式應(yīng)增乘的式子是=2(2k+1).
答案:B
4.用數(shù)學(xué)歸納法證明:首項是a1,公差是d的等差數(shù)列的前n項和公式是Sn=na1+d時,假設(shè)當(dāng)n=k時,公式成立,則Sk=( )
A.a(chǎn)1+(k-1)d B.
C.ka1+d D.(k+1)a1+d
解析:假設(shè)當(dāng)n=k時,公式成立,只需把公式中的n換成k即可,即Sk=ka1+d.
答案:C
5.凸n邊形有f(n)條對角線,則凸(n+1)邊形的對角線的角數(shù)f(n+1)為( )
A.
4、f(n)+n+1 B.f(n)+n
C.f(n)+n-1 D.f(n)+n-2
解析:邊數(shù)增加1,頂點也相應(yīng)增加1個,它與和它不相鄰的n-2個頂點連接成對角線,原來的一條邊也成為對角線,因此,對角線增加n-1條.
答案:C
二、填空題
6.用數(shù)學(xué)歸納法證明++…+>(n>1且n∈N*)時,第一步要證明的不等式是________.
解析:∵n>1,∴第一步應(yīng)證明當(dāng)n=2時不等式成立,即+++>.
答案:+++>
7.用數(shù)學(xué)歸納法證明++…+>-.假設(shè)n=k時,不等式成立,則當(dāng)n=k+1時,應(yīng)推證的目標(biāo)不等式是________.
解析:觀察不等式左邊的分母可知,由n=k到n=
5、k+1左邊多出了這一項.
答案:++…++>-
8.對任意n∈N*,34n+2+a2n+1都能被14整除,則最小的自然數(shù)a=________.
解析:當(dāng)n=1時,36+a3能被14整除的數(shù)為a=3或5;當(dāng)a=3且n=2時,310+35不能被14整除,故a=5.
答案:5
三、解答題
9.證明:1-+-+…+-=++…+(n∈N*).
證明:①當(dāng)n=1時,左邊=1-=,右邊=,等式成立.
②假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N*,且k≥1)時等式成立.
即1-+…+-=++…,則當(dāng)n=k+1時,
左邊=1-+…+-+-
=++…++-
=+…+++
=++…++,
∴當(dāng)n=k+1時等
6、式也成立,
由①②知,對一切n∈N*等式都成立.
10.求證:++…+>(n≥2,n∈N*).
證明:(1)當(dāng)n=2時,左邊=+=>,不等式成立.
(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥2,k∈N*)時成立,
即++…+>.
則當(dāng)n=k+1時,++…++++->++-
=+-=+>.
∴當(dāng)n=k+1時,不等式也成立.
由(1)(2)可知,對一切n≥2,n∈N*均成立,故原不等式成立.
[能力挑戰(zhàn)]
11.已知數(shù)列{an}中,a1=5,Sn-1=an(n≥2且n∈N*).
(1)求a2,a3,a4并由此猜想an的表達(dá)式.
(2)用數(shù)學(xué)歸納法證明{an}的通項公式.
解析:(1)a2=S1=a1=5,a3=S2=a1+a2=10,a4=S3=a1+a2+a3=20.
猜想:an=5×2n-2(n≥2,n∈N*)
(2)①當(dāng)n=2時,a2=5×22-2=5成立.
②假設(shè)當(dāng)n=k時猜想成立,即ak=5×2k-2(k≥2且k∈N*)
則n=k+1時,
ak+1=Sk=a1+a2+…+ak=5+5+10+…+5×2k-2=5+=5×2k-1.
故當(dāng)n=k+1時,猜想也成立.
由①②可知,對n≥2且n∈N*,
都有an=5×2n-2,
于是數(shù)列{an}的通項公式為
an=
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