《【名校資料】人教A版理科數(shù)學(xué)高效訓(xùn)練:67 數(shù)學(xué)歸納法》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《【名校資料】人教A版理科數(shù)學(xué)高效訓(xùn)練:67 數(shù)學(xué)歸納法(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、◆+◆◆二〇一九高考數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)資料◆+◆◆
[A組 基礎(chǔ)演練·能力提升]
一、選擇題
1.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:邊數(shù)增加1,頂點(diǎn)也相應(yīng)增加1個(gè),它與它不相鄰的n-2個(gè)頂點(diǎn)連接成對(duì)角線(xiàn),原來(lái)的一條邊也成為對(duì)角線(xiàn),因此,對(duì)角線(xiàn)增加n-1條.
答案:C
2.利用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式1+++…+<f(n)(n≥2,n∈N*)的過(guò)程,由n=k到n=k+1時(shí),左邊增加了( )
A.1項(xiàng) B.k項(xiàng)
C.2k
2、-1項(xiàng) D.2k項(xiàng)
解析:1+++…+-
=++…+,共增加了2k項(xiàng).
答案:D
3.用數(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”的第二步是( )
A.假設(shè)n=2k+1時(shí)正確,再推n=2k+3時(shí)正確(其中k∈N*)
B.假設(shè)n=2k-1時(shí)正確,再推n=2k+1時(shí)正確(其中k∈N*)
C.假設(shè)n=k時(shí)正確,再推n=k+1時(shí)正確(其中k∈N*)
D.假設(shè)n≤k(k≥1)時(shí)正確,再推n=k+2時(shí)正確(其中k∈N*)
解析:∵n為正奇數(shù),∴n=2k-1(k∈N*).
答案:B
4.在數(shù)列{an}中,a1=,且Sn=n(2n-1)an,通過(guò)求a2,a3,a4,猜
3、想an的表達(dá)式為( )
A. B.
C. D.
解析:由a1=,Sn=n(2n-1)an求得a2==,a3==,a4==.
猜想an=.
答案:C
5.已知n為正偶數(shù),用數(shù)學(xué)歸納法證明1-+-+…-=2時(shí),若已假設(shè)n=k(k≥2且k為偶數(shù))時(shí)命題為真,則還需要用歸納假設(shè)再證( )
A.n=k+1時(shí)等式成立 B.n=k+2時(shí)等式成立
C.n=2k+2時(shí)等式成立 D.n=2(k+2)時(shí)等式成立
解析:∵n為偶數(shù),故假設(shè)n=k成立后,再證n=k+2等式成立.
答案:B
6.在用數(shù)學(xué)歸納法證明f(n)=++…+<1(n∈N*,n≥3)的過(guò)程中:假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N
4、*,k≥3)時(shí),不等式f(k)<1成立,則需證當(dāng)n=k+1時(shí),f(k+1)<1也成立.
若f(k+1)=f(k)+g(k),則g(k)=( )
A.+ B.+-
C.- D.-
解析:∵f(k+1)=++…+++,
f(k)=++…+,
∴f(k+1)-f(k)=-++,
∴g(k)=+-.故選B.
答案:B
二、填空題
7.對(duì)大于或等于2的自然數(shù)m的n次方冪有如下分解方式:
22=1+3,32=1+3+5,42=1+3+5+7;23=3+5,33=7+9+11,43=13+15+17+19.
根據(jù)上述分解規(guī)律,若n2=1+3+5+…+19,m3(m∈N*)的
5、分解中最小的數(shù)是21,則m+n的值為_(kāi)_______.
解析:∵依題意得n2==100,∴n=10.易知m3=21m+×2,整理得(m-5)(m+4)=0,
又m∈N*,所以m=5,所以m+n=15.
答案:15
8.設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且對(duì)任意的自然數(shù)n都有:(Sn-1)2=anSn.通過(guò)計(jì)算S1,S2,S3,猜想Sn=________.
解析:由(S1-1)2=S得:S1=;
由(S2-1)2=(S2-S1)S2得:S2=;
由(S3-1)2=(S3-S2)S3得:S3=.
猜想:Sn=.
答案:
9.(2014年三亞模擬)用數(shù)學(xué)歸納法證明1+2+
6、3+…+n2=,則當(dāng)n=k+1時(shí)左端應(yīng)在n=k的基礎(chǔ)上加上的項(xiàng)為_(kāi)_______.
解析:當(dāng)n=k時(shí),左端為
1+2+3+…+k+(k+1)+(k+2)+…+k2,
則當(dāng)n=k+1時(shí),左端為
1+2+3+…+k2+(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2,
故增加(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2.
答案:(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2
三、解答題
10.設(shè)f(n)=1+++…+(n∈N*).
求證:f(1)+f(2)+…+f(n-1)=n·[f(n)-1](n≥2,n∈N*).
證明:(1)當(dāng)n=2時(shí),左邊=f(1)=1,
右邊=2
7、=1,
左邊=右邊,等式成立.
(2)假設(shè)n=k時(shí),結(jié)論成立,即
f(1)+f(2)+…+f(k-1)=k[f(k)-1],
那么,當(dāng)n=k+1時(shí),[來(lái)源:]
f(1)+f(2)+…+f(k-1)+f(k)=k[f(k)-1]+f(k)
=(k+1)f(k)-k
=(k+1)-k
=(k+1)f(k+1)-(k+1)
=(k+1)[f(k+1)-1],
∴當(dāng)n=k+1時(shí)結(jié)論仍然成立.
∴f(1)+f(2)+…+f(n-1)=n[f(n)-1](n≥2,n∈N*).
11.是否存在正整數(shù)m使得f(n)=(2n+7)·3n+9對(duì)任意自然數(shù)n都能被m整除?若存在,求
8、出最大的m的值,并證明你的結(jié)論;若不存在,說(shuō)明理由.
解析:由f(n)=(2n+7)·3n+9得,
f(1)=36,f(2)=3×36,f(3)=10×36,f(4)=34×36,由此猜想:m=36.
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明:
①當(dāng)n=1時(shí),顯然成立;
②假設(shè)n=k時(shí),f(k)能被36整除,即
f(k)=(2k+7)·3k+9能被36整除;
當(dāng)n=k+1時(shí),[2(k+1)+7]·3k+1+9
=(2k+7)·3k+1+27-27+2·3k+1+9
=3[(2k+7)·3k+9]+18(3k
9、-1-1),
由于3k-1-1是2的倍數(shù),故18(3k-1-1)能被36整除,所以當(dāng)n=k+1時(shí),f(k+1)也能被36整除.
由①②可知對(duì)一切正整數(shù)n都有f(n)=(2n+7)·3n+9能被36整除,m的最大值為36.
12.(能力提升)(2014年徐州模擬)已知數(shù)列{an}中,a1=a(a>2),對(duì)一切n∈N*,an>0,an+1=.
求證:an>2且an+1<an.
證明:證法一 ∵an+1=>0,[來(lái)源:]
∴an>1,
∴an-2=-2=≥0,
∴an≥2.若存在ak=2,則ak-1=2,
可推出ak-2=2,…,a1=2,
與a1=a
10、>2矛盾,故an>2.
∵an+1-an=<0,
∴an+1<an.
證法二 (用數(shù)學(xué)歸納法證明an>2)
①當(dāng)n=1時(shí),a1=a>2,故命題an>2成立;
②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)命題成立,即ak>2,
那么,ak+1-2=-2=>0.
所以ak+1>2,即n=k+1時(shí)命題也成立.
綜上所述,命題an>2對(duì)一切正整數(shù)成立.
∵an+1-an=<0,∴an+1<an.
[B組 因材施教·備選練習(xí)]
1.(2014年余華調(diào)研)若不等式++…+>對(duì)一切正整數(shù)n都成立,猜想正整數(shù)a的最大值,并證明結(jié)論.
解析:當(dāng)n=1時(shí),++
11、>,
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(dāng)n=1時(shí),已證;[來(lái)源:]
②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí),不等式成立,
即++…+>.
則當(dāng)n=k+1時(shí),有
++…+
=++…++++->+.
因?yàn)椋?gt;.[來(lái)源:]
所以+->0,
所以當(dāng)n=k+1時(shí),不等式也成立.
由①②知,對(duì)一切正整數(shù)n,
都有++…+>,
所以a的最大值等于25.
2.如圖,P1(x1,y1),P2(x2,y2),…,Pn(xn,yn)(0<y1<y2<…<yn)
12、是曲線(xiàn)C:y2=3x(y≥0)上的n個(gè)點(diǎn),點(diǎn)Ai(ai,0)(i=1,2,3,…,n)在x軸的正半軸上,且△Ai-1AiPi是正三角形(A0是坐標(biāo)原點(diǎn)).[來(lái)源:]
(1)寫(xiě)出a1,a2,a3;
(2)求出點(diǎn)An(an,0)(n∈N*)的橫坐標(biāo)an關(guān)于n的表達(dá)式并證明.
解析:(1)a1=2,a2=6,a3=12.
(2)依題意,得xn=,yn=·,
由此及y=3·xn得2=(an+an-1),
即(an-an-1)2=2(an-1+an).
由(1)可猜想:an=n(n+1)(n∈N*).
下面用數(shù)學(xué)歸納法予以證明:
①當(dāng)n=1時(shí),命題顯然成立.
②假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N*)時(shí)命題成立,即有ak=k(k+1),則當(dāng)n=k+1時(shí),由歸納假設(shè)及(ak+1-ak)2=2(ak+ak+1),
得[ak+1-k(k+1)]2=2[k(k+1)+ak+1],
即a-2(k2+k+1)ak+1+[k(k-1)]·[(k+1)(k+2)]=0,
解之,得ak+1=(k+1)(k+2)[ak+1=k(k-1)<ak不合題意,舍去],即當(dāng)n=k+1時(shí),命題成立.
由①、②可知,命題an=n(n+1)(n∈N*)成立.
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