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課時(shí)限時(shí)檢測(cè)(七十) 數(shù)學(xué)歸納法及其應(yīng)用
(時(shí)間:60分鐘 滿(mǎn)分:80分)命題報(bào)告
考查知識(shí)點(diǎn)及角度
題號(hào)及難度
基礎(chǔ)
中檔
稍難
數(shù)學(xué)歸納法的原理
1,2,3,7
4,5
用數(shù)學(xué)歸納法證明等式
10
用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式
12
綜合應(yīng)用
8
6,9,11
一、選擇題(每小題5分,共30分)
1.用數(shù)學(xué)歸納法證明“2n>n2+1對(duì)于n≥n0的正整數(shù)n都成立”時(shí),第一步證明中的起始值n0應(yīng)取( )
A.2 B.3 C.5 D.6
【解析】 令n0分別取2,3,5
2、,6,依次驗(yàn)證即得.
【答案】 C
2.對(duì)于不等式<n+1(n∈N*),某同學(xué)用數(shù)學(xué)歸納法的證明過(guò)程如下:
(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<k+1,則當(dāng)n=k+1時(shí),=<==(k+1)+1,
∴當(dāng)n=k+1時(shí),不等式成立,則上述證法( )
A.過(guò)程全部正確
B.n=1驗(yàn)得不正確
C.歸納假設(shè)不正確
D.從n=k到n=k+1的推理不正確
【解析】 在n=k+1時(shí),沒(méi)用n=k時(shí)的假設(shè),不是數(shù)學(xué)歸納法.∴從n=k到n=k+1的推理不正確.
【答案】 D
3.(2014·瀏陽(yáng)模擬)用數(shù)學(xué)歸納法證明命
3、題“當(dāng)n是正奇數(shù)時(shí),xn+yn能被x+y整除”,在第二步時(shí),正確的證法是( )
A.假設(shè)n=k(k∈N+),證明n=k+1命題成立
B.假設(shè)n=k(k是正奇數(shù)),證明n=k+1命題成立
C.假設(shè)n=2k+1(k∈N+),證明n=k+1命題成立
D.假設(shè)n=k(k是正奇數(shù)),證明n=k+2命題成立
【解析】 相鄰兩個(gè)正奇數(shù)相差2,故D選項(xiàng)正確.
【答案】 D
4.(2014·山東師大附中模擬)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+
4、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+1)+(k2+2)+…+(k+1)2,
結(jié)合四個(gè)選項(xiàng)可知,D正確.
【答案】 D
5.凸n多邊形有f(n)條對(duì)角線(xiàn).則凸(n+1)邊形的對(duì)角線(xiàn)的條數(shù)f(n+1)為( )
A.f(n)+n+1 B.f(n)+n
C.f(n)+n-1 D.f(n)+n-2
【解析】 f(n+1)=f(n)+(n-2)+1=f(n)+n-1.
【答案】 C
6.(2014·安慶模擬)已知1+2×3+3×32+4×33+…+n×3n-
5、1=3n(na-b)+c對(duì)一切n∈N*都成立,則a、b、c的值為( )
A.a(chǎn)=,b=c= B.a(chǎn)=b=c=
C.a(chǎn)=0,b=c= D.不存在這樣的a、b、c
【解析】 由于該等式對(duì)一切n∈N*都成立,
不妨取n=1,2,3,則有
解得a=,b=c=.
【答案】 A
二、填空題(每小題5分,共15分)
7.用數(shù)學(xué)歸納法證明1+++…+<n(n∈N*,n>1)時(shí),第一步應(yīng)驗(yàn)證的不等式是________.
【解析】 當(dāng)n=2時(shí),左邊=1++.
【答案】 1++
8.設(shè)f(n)=1++++…+(n∈N*),則f(n+1)-f(n)=________.
【解析】
6、∵f(n)=1++++…+,
∴f(n+1)=1+++…++++.∴f(n+1)-f(n)=++.
【答案】 ++
9.已知數(shù)列{an}滿(mǎn)足a1=1,an+1=an+1(n∈N*),通過(guò)計(jì)算a1,a2,a3,a4,可猜想an=________.
【解析】 ∵a1=1,∴a2=a1+1=,
a3=a2+1=,a4=a3+1=.
猜想an=.
【答案】
三、解答題(本大題共3小題,共35分)
10.(10分)用數(shù)學(xué)歸納法證明下面的等式
12-22+32-42+…+(-1)n-1·n2=(-1)n-1.
【證明】 (1)當(dāng)n=1時(shí),左邊=12=1,
右邊=(-1)
7、0·=1,
∴原等式成立.
(2)假設(shè)n=k(k∈N*,k≥1)時(shí),等式成立,
即有12-22+32-42+…+(-1)k-1·k2
=(-1)k-1.
那么,當(dāng)n=k+1時(shí),則有
12-22+32-42+…+(-1)k-1·k2+(-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(shí),等式也成立,
由(1)(2)知對(duì)任意n∈N*有
12-22+32-42+…+(-1)n-1·n2
=(-1)n-1.
11.(12分)(201
8、4·桂林質(zhì)檢)設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且方程x2-anx-an=0有一根為Sn-1(n∈N*).
(1)求a1,a2;
(2)猜想數(shù)列{Sn}的通項(xiàng)公式,并給出證明.
【解】 (1)當(dāng)n=1時(shí),方程x2-a1x-a1=0有一根為S1-1=a1-1,
∴(a1-1)2-a1(a1-1)-a1=0,
解得a1=.當(dāng)n=2時(shí),方程x2-a2x-a2=0有一根為S2-1=a1+a2-1=a2-,
∴2-a2-a2=0,解得a2=.
(2)由題意知(Sn-1)2-an(Sn-1)-an=0,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1,代入上式整理得
SnSn-1-2Sn+1=
9、0,解得Sn=.
由(1)得S1=a1=,S2=a1+a2=+=.
猜想Sn=(n∈N*).
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明這個(gè)結(jié)論.
①當(dāng)n=1時(shí),結(jié)論成立.
②假設(shè)n=k(k∈N*,k≥1)時(shí)結(jié)論成立,即Sk=,當(dāng)n=k+1時(shí),Sk+1===.
即當(dāng)n=k+1時(shí)結(jié)論成立.
由①②知Sn=對(duì)任意的正整數(shù)n都成立.
12.(13分)(2014·煙臺(tái)模擬)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn.已知對(duì)任意的n∈N*,點(diǎn)(n,Sn)均在函數(shù)y=bx+r(b>0且b≠1,b,r均為常數(shù))的圖象上.
(1)求r的值;
(2)當(dāng)b=2時(shí),記bn=2(log2an+1)(n∈N*).
證明
10、:對(duì)任意的n∈N*,不等式··…·>成立.
【解】 (1)由題意,Sn=bn+r,
當(dāng)n≥2時(shí),Sn-1=bn-1+r,所以an=Sn-Sn-1=bn-1(b-1),
由于b>0且b≠1,所以n≥2時(shí),{an}是以b為公比的等比數(shù)列,又a1=b+r,a2=b(b-1),=b,即=b,解得r=-1.
(2)證明 由(1)知an=2n-1,因此bn=2n(n∈N*),所證不等式為··…·>.
①當(dāng)n=1時(shí),左式=,右式=,左式>右式,所以結(jié)論成立.
②假設(shè)n=k時(shí)結(jié)論成立,即··…·>,
則當(dāng)n=k+1時(shí),··…··>·=,
要證當(dāng)n=k+1時(shí)結(jié)論成立,
只需證≥,
即證≥,
由均值不等式=≥成立,故≥成立,所以,當(dāng)n=k+1時(shí),結(jié)論成立.
由①②可知,n∈N*時(shí),
不等式··…·>成立.
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