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1、
章末綜合測評(四)
(時間120分鐘,滿分150分)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.用數(shù)學(xué)歸納法證明“1+2+22+…+25n-1(n∈N+)能被31整除”,當(dāng)n=1時原式為( )
A.1 B.1+2
C.1+2+3+4 D.1+2+22+23+24
【解析】 左邊=1+2+22+…+25n-1,所以n=1時,應(yīng)為1+2+…+25×1-1=1+2+22+23+24.故選D.
【答案】 D
2.下列說法中正確的是( )
A.若一個命題當(dāng)n=1,2時為真,則此命題為真命
2、題
B.若一個命題當(dāng)n=k時成立且推得n=k+1時也成立,則此命題為真命題
C.若一個命題當(dāng)n=1,2時為真,則當(dāng)n=3時此命題也為真
D.若一個命題當(dāng)n=1時為真,n=k時為真能推得n=k+1時亦為真,則此命題為真命題
【解析】 由數(shù)學(xué)歸納法定義可知,只有當(dāng)n的初始取值成立且由n=k成立能推得n=k+1時也成立時,才可以證明結(jié)論正確,二者缺一不可.A,B,C項均不全面.
【答案】 D
3.設(shè)S(n)=+++…+,則( )
A.S(n)共有n項,當(dāng)n=2時,S(2)=+
B.S(n)共有n+1項,當(dāng)n=2時,S(2)=++
C.S(n)共有n2-n項,當(dāng)n=2時,S(2)=
3、++
D.S(n)共有n2-n+1項,當(dāng)n=2時,S(2)=++
【解析】 S(n)共有n2-n+1項,當(dāng)n=2時,S(2)=++.
【答案】 D
4.?dāng)?shù)列{an}中,已知a1=1,當(dāng)n≥2時,an-an-1=2n-1,依次計算a2,a3,a4后,猜想an的表達式是( )
A.3n-2 B.n2
C.3n-1 D.4n-3
【解析】 計算知a1=1,a2=4,a3=9,a4=16,
所以可猜想an=n2.
【答案】 B
5.平面內(nèi)原有k條直線,他們的交點個數(shù)記為f(k),則增加一條直線l后,它們的交點個數(shù)最多為( )
A.f(k)+1 B.f(k)+k
C
4、.f(k)+k+1 D.k·f(k)
【解析】 第k+1條直線與前k條直線都有不同的交點,此時應(yīng)比原先增加k個交點.
【答案】 B
6.下列代數(shù)式,n∈N+,能被13整除的是( )
A.n3+5n B.34n+1+52n+1
C.62n-1+1 D.42n+1+3n+2
【解析】 當(dāng)n=1時,n3+5n=6,34n+1+52n+1=368,62n-1+1=7,42n+1+3n+2=91,
只有91能被13整除.
【答案】 D
7.用數(shù)學(xué)歸納法證明命題“當(dāng)n是正奇數(shù)時,xn+yn能被x+y整除”時,第二步正確的證明方法是( )
A.假設(shè)n=k(k∈N+)時成立,證明n
5、=k+1時命題也成立
B.假設(shè)n=k(k是正奇數(shù))時成立,證明n=k+1時命題也成立
C.假設(shè)n=2k+1(k∈N+)時成立,證明n=2k+3時命題也成立
D.假設(shè)n=2k-1(k∈N+)時成立,證明n=2k+1時命題也成立
【解析】 假設(shè)n的取值必須取到初始值1,且后面的n的值比前面的值大2.A,B,C錯.故選D.
【答案】 D
8.設(shè)0<θ<,已知a1=2cos θ,an+1=,則猜想an為( )
A.2cos B.2cos
C.2cos D.2sin
【解析】 a1=2cos θ,a2==2cos ,a3==2cos ,
猜想an=2cos .
【答案
6、】 B
9.用數(shù)學(xué)歸納法證明1+2+3+…+n2=,則當(dāng)n=k+1時左端應(yīng)在n=k的基礎(chǔ)上加上( )
A.k2
B.(k+1)2
C.
D.(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2
【解析】 當(dāng)n=k時,左端=1+1+2+3+…+k2,
當(dāng)n=k+1時,左端=1+2+3+…+k2+(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2.
故當(dāng)n=k+1時,左端應(yīng)在n=k的基礎(chǔ)上加上(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2.
【答案】 D
10.用數(shù)學(xué)歸納法證明“42n-1+3n+1(n∈N+)能被13整除”的第二步中,當(dāng)n=k+1時為了使用歸納假設(shè),對42k+1+3k+2變
7、形正確的是( )
A.16(42k-1+3k+1)-13×3k+1
B.4×42k+9×3k
C.(42k-1+3k+1)+15×42k-1+2×3k+1
D.3(42k-1+3k+1)-13×42k-1
【解析】 42k+1+3k+2=16×42k-1+3k+2=16(42k-1+3k+1)+3k+2-16×3k+1=16(42k-1+3k+1)-13×3k+1.
【答案】 A
11.如果命題P(n)對于n=k成立,則它對n=k+2亦成立,又若P(n)對n=2成立,則下列結(jié)論正確的是( )
A.P(n)對所有自然數(shù)n成立
B.P(n)對所有偶自然數(shù)n成立
C.P(n)
8、對所有正自然數(shù)n成立
D.P(n)對所有比1大的自然數(shù)n成立
【解析】 因為n=2時,由n=k+2的“遞推”關(guān)系,可得到n=4成立,再得到n=6成立,依次類推,因此,命題P(n)對所有偶自然數(shù)n成立.
【答案】 B
12.在數(shù)列{an}中,a1=且Sn=n(2n-1)an,通過求a2,a3,a4,猜想an的表達式為( )
A. B.
C. D.
【解析】 ∵a1=,
由Sn=n(2n-1)an,得a1+a2=2(2×2-1)a2,
解得a2==,
a1+a2+a3=3×(2×3-1)a3,
解得a3==,
a1+a2+a3+a4=4(2×4-1)a4,
解得
9、a4==,
所以猜想an=.
【答案】 C
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分.請把答案填在題中橫線上)
13.探索表達式A=(n-1)(n-1)?。?n-2)(n-2)!+…+2·?。?·1!(n>1且n∈N+)的結(jié)果時,第一步n=________時,A=________.
【解析】 第一步n=2時,
A=(2-1)(2-1)?。?.
【答案】 2 1
14.已知1+2×3+3×32+4×33+…+n×3n-1=3n(na-b)+c對一切n∈N+都成立,那么a=________,b=________,c=________.
【解析】 先分別取n=1,2,3
10、并聯(lián)立方程組得
解得a=,b=,c=.
然后可用數(shù)學(xué)歸納法證明.
【答案】
15.證明1++++…+>(n∈N+),假設(shè)n=k時成立,當(dāng)n=k+1時,左邊增加的項數(shù)是________.
【解析】 左邊增加的項數(shù)為2k+1-1-2k+1=2k.
【答案】 2k
16.假設(shè)凸k邊形的對角線有f(k)條,則凸k+1邊形的對角線的條數(shù)f(k+1)為________.
【解析】 凸k+1邊形的對角線的條數(shù)等于凸k邊形的對角線的條線,加上多的那個點向其他點引的對角線的條數(shù)(k-2)條,再加上原來有一邊成為對角線,共有f(k)+k-1條對角線.
【答案】 f(k)+k-1
三、
11、解答題(本大題共6小題,共70分.解答時應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(本小題滿分10分)用數(shù)學(xué)歸納法證明:
+++…+=(n∈N+).
【證明】 (1)當(dāng)n=1時,
左邊==,
右邊==,
左邊=右邊.
所以當(dāng)n=1時,等式成立.
(2)假設(shè)n=k(k∈N+)時等式成立,即有
+++…+=,
則當(dāng)n=k+1時,++++=+
==
==.
所以當(dāng)n=k+1時,等式也成立.
由(1)(2)可知,對于一切n∈N+等式都成立.
18.(本小題滿分12分)求證:對于整數(shù)n≥0時,11n+2+122n+1能被133整除.
【證明】 (1)n=0時,原式=11
12、2+12=133能被133整除.
(2)假設(shè)n=k(k≥0,k∈N)時,11k+2+122k+1能被133整除,
n=k+1時,原式=11k+3+122k+3
=11(11k+2+122k+1)-11·122k+1+122k+3
=11(11k+2+122k+1)+122k+1·133也能被133整除.
由(1)(2)可知,對于整數(shù)n≥0,11n+2+122n+1能被133整除.
19.(本小題滿分12分)平面內(nèi)有n個圓,任意兩個圓都相交于兩點,任意三個圓不相交于同一點,求證:這n個圓將平面分成f(n)=n2-n+2個部分(n∈N+).
【證明】 (1)當(dāng)n=1時,一個圓將平面分
13、成兩個部分,且f(1)=1-1+2=2,所以n=1時命題成立.
(2)假設(shè)n=k(k∈N+,k≥1)時命題成立,即k個圓把平面分成f(k)=k2-k+2個部分.
則n=k+1時,在k+1個圓中任取一個圓O,剩下的k個圓將平面分成f(k)個部分,而圓O與k個圓有2k個交點,這2k個交點將圓O分成2k段弧,每段弧將原平面一分為二,故得f(k+1)=f(k)+2k=k2-k+2+2k=(k+1)2-(k+1)+2.
所以當(dāng)n=k+1時,命題成立.
由(1)(2)可知,對一切n∈N+,命題成立,即這幾個圓將平面分成f(n)=n2-n+2個部分(n∈N+).
20.(本小題滿分12分)求證:+
14、++…+>(n≥2).
【證明】 (1)當(dāng)n=2時,>0,不等式成立.
(2)假設(shè)n=k(k≥2)時,原不等式成立,
即++++…+>.
則當(dāng)n=k+1時,
左邊=+++…++++…+
>+++…+
>+++…+
=+=
=.
所以當(dāng)n=k+1時,原不等式成立.
由(1)(2)知,原不等式對n≥2的所有的自然數(shù)都成立.
21.(本小題滿分12分)如果數(shù)列{an}滿足條件:a1=-4,an+1=(n=1,2,…),證明:對任何自然數(shù)n,都有an+1>an且an<0.
【證明】 (1)由于a1=-4,
a2===>a1.
且a1<0,因此,當(dāng)n=1時不等式成立.
15、(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥1)時,ak+1>ak且ak<0.
那么ak+1=<0.
當(dāng)n=k+1時,
有ak+2=,
∴ak+2-ak+1=-
=>0.
因此ak+2>ak+1且ak+1<0,
這就是說,當(dāng)n=k+1時不等式也成立,
根據(jù)(1)(2),不等式對任何自然數(shù)n都成立.
因此,對任何自然數(shù)n,都有an+1>an且an<0.
22.(本小題滿分12分)已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且Sn,an的等差中項為1.
(1)寫出a1,a2,a3;
(2)猜想an的表達式,并用數(shù)學(xué)歸納法證明.
【解】 (1)由題意Sn+an=2,可得a1=1,a2=,a3=.
(2)猜想an=.
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明:
①當(dāng)n=1時,a1=1,==1,等式成立.
②假設(shè)當(dāng)n=k時,等式成立,即ak=,
則當(dāng)n=k+1時,由Sk+1+ak+1=2,Sk+ak=2,
得(Sk+1-Sk)+ak+1-ak=0,
即2ak+1=ak,
∴ak+1=ak=·=,
即當(dāng)n=k+1時,等式成立.
由①②可知,對n∈N+,an=.
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