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考點規(guī)范練35 數(shù)學歸納法
基礎鞏固組
1.用數(shù)學歸納法證明2n>2n+1,n的第一個取值應是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案C
解析當n=1時,21=2,21+1=3,2n>2n+1不成立;
當n=2時,22=4,22+1=5,2n>2n+1不成立;
當n=3時,23=8,23+1=7,2n>2n+1成立.
故n的第一個取值應是3.
2.已知f(n)=1n+1n+1+1n+2+…+1n2,則( )
A.f(n)中共有n項,當n=2時,f(2)=12+13
B.f(n)中共有n+1項,當n=2時,f(2)=12+13
C.f(n)中共有n2-n項,當n=2時,f(2)=12+13
D.f(n)中共有n2-n+1項,當n=2時,f(2)=12+13+14
答案D
解析總項數(shù)為n2-(n-1),f(2)=12+13+14.故選D.
3.用數(shù)學歸納法證明“1+a+a2+…+an+1=1-an+21-a(a≠1,n∈N*)”,在驗證n=1時,左端計算所得的結(jié)果是( )
A.1 B.1+a
C.1+a+a2 D.1+a+a2+a3
答案C
解析當n=1時,左邊=1+a+a2.故選C.
4.某個命題與自然數(shù)n有關(guān),若n=k(k∈N*)時命題成立,則可推得當n=k+1時該命題也成立.現(xiàn)已知當n=5時,該命題不成立,則可推得( )
A.當n=6時,該命題不成立
B.當n=6時,該命題成立
C.當n=4時,該命題不成立
D.當n=4時,該命題成立
答案C
解析因為當n=k時命題成立可推出當n=k+1時成立,所以當n=5時命題不成立,則當n=4時命題也一定不成立.
5.對于不等式n2+n
13(n≥2,且n∈N*)”的過程中,由假設“n=k時”成立,推導“n=k+1時”也成立時,該不等式左邊的變化是( )
A.增加13k+3
B.增加13k+1+13k+2+13k+3
C.增加13k+3并減少12k+1+12k+2
D.增加13k+1+13k+2+13k+3并減少12k+1+12k+2
答案D
解析n=k+1時,不等式為12k+3+12k+4+…+13k+3>13,增加13k+1+13k+2+13k+3并減少12k+1+12k+2.故選D.
11.已知f(x)是定義域為正整數(shù)集的函數(shù),對于定義域內(nèi)任意的k,若f(k)≥k2成立,則f(k+1)≥(k+1)2成立,下列命題成立的是( )
A.若f(3)≥9成立,且對于任意的k≥1,均有f(k)≥k2成立
B.若f(4)≥16成立,則對于任意的k≥4,均有f(k)42,所以對于k≥4,均有f(k)≥k2.僅有D選項符合題意.
12.用數(shù)學歸納法證明3(2+7k)能被9整除,證明n=k+1時,應將3(2+7k+1)配湊成( )
A.6+217k B.3(2+7k)+21
C.3(2+7k) D.21(2+7k)-36
答案D
解析要配湊出歸納假設,即3(2+7k+1)=3(2+77k)=6+217k=21(2+7k)-36.故選D.
13.設平面內(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(n)=( )(n≥3).
A.(n+1)(n-2) B.12(n+1)(n-2)
C.n(n-1) D.12n(n-1)
答案B
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)
=12(n+1)(n-2)(n≥3).
14.若不等式1n+1+1n+2+…+13n+1>a24對一切正整數(shù)n都成立,正整數(shù)a的最大值為 .
答案25
解析當n=1時,11+1+11+2+13+1>a24,
即2624>a24,所以a<26.
而a是正整數(shù),所以取a=25,
下面用數(shù)學歸納法證明1n+1+1n+2+…+13n+1>2524.
(1)當n=1時,已證得不等式成立.
(2)假設當n=k(k∈N*)時,不等式成立,
即1k+1+1k+2+…+13k+1>2524.
則當n=k+1時,
有1(k+1)+1+1(k+1)+2+…+13(k+1)+1
=1k+1+1k+2+…+13k+1+13k+2+13k+3+13k+4-1k+1>2524+13k+2+13k+4-23(k+1).
因為13k+2+13k+4-23(k+1)=6(k+1)(3k+2)(3k+4)-23(k+1)
=18(k+1)2-2(9k2+18k+8)(3k+2)(3k+4)(3k+3)=2(3k+2)(3k+4)(3k+3)>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1n+1+1n+2+…+13n+1>2524,
所以a的最大值等于25.
15.(2018浙江衢州模擬)在數(shù)列{an}中,已知a1=a(a>2),且an+1=an22(an-1)(n∈N*).
(1)用數(shù)學歸納法證明an>2(n∈N*);
(2)求證:an+12,命題成立.
②假設當n=k(k∈N*,k≥1)時,命題成立,即ak>2.
則當n=k+1時,ak+1-2=ak22(ak-1)-2=(ak-2)22(ak-1)>0,
所以當n=k+1時ak+1>2也成立,
由①②知對任意正整數(shù)n,都有an>2.
(2)an+1-an=an22(an-1)-an=an(2-an)2(an-1),
由(1)可知an>2>0,所以an+1f(a2k+1)>f(1)=a2,
即1>c>a2k+2>a2.
再由f(x)在(-∞,1]上為減函數(shù)得c=f(c)f(a2k+1)=a2k+2,a2(k+1)=f(a2k+1)f(a2n+1),即a2n+1>a2n+2.
所以a2n+1>a2n+12-2a2n+1+2-1.解得a2n+1>14. ④
綜上,由②,③,④知存在c=14使a2n2,所以n=k+1時,ak+1>2成立.
綜上①②可知,n≥2時,an≥2.
(2)由an+1=n2+n+1n2+nan+12n=an+1n(n+1)an+12n
得an+1-an=1n(n+1)an+12n,
所以a2-a1=112a1+121,a3-a2=123a2+122,a4-a3=134a3+123,…,an+1-an=1n(n+1)an+12n.所以an+1-a1=112a1+123a2+…+1n(n+1)+121+122+…+12n.
又a1=1,所以an+1=112a1+123a2+…+1n(n+1)an+1+121-12n1-12=112a1+123a2+…+1n(n+1)an+2-12n.
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