高中數(shù)學(xué) 第四講 數(shù)學(xué)歸納法證明不等式 學(xué)業(yè)分層測評12 數(shù)學(xué)歸納法 新人教A版選修4-5
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【課堂新坐標(biāo)】2016-2017學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第四講 數(shù)學(xué)歸納法證明不等式 學(xué)業(yè)分層測評12 數(shù)學(xué)歸納法 新人教A版選修4-5 (建議用時(shí):45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 一、選擇題 1.設(shè)f(n)=1+++…+(n∈N+),則f(n+1)-f(n)等于( ) A. B.+ C.+ D.++ 【解析】 因?yàn)閒(n)=1+++…+,所以f(n+1)=1+++…++++,所以f(n+1)-f(n)=++.故選D. 【答案】 D 2.在應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法證明凸n邊形的對角線為n(n-3)條時(shí),第一步檢驗(yàn)第一個(gè)值n0等于( ) A.1 B.2 C.3 D.0 【解析】 邊數(shù)最少的凸n邊形是三角形. 【答案】 C 3.已知a1=,an+1=,猜想an等于( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):32750066】 A. B. C. D. 【解析】 a2==, a3==, a4===, 猜想an=. 【答案】 D 4.用數(shù)學(xué)歸納法證明:(n+1)(n+2)…(n+n)=2n13…(2n-1)時(shí),從“k到k+1”左邊需增乘的代數(shù)式是( ) A.2k+1 B. C.2(2k+1) D. 【解析】 當(dāng)n=k+1時(shí),左邊=(k+1+1)(k+1+2)…(k+1+k+1)=(k+1)(k+2)(k+3)…(k+k)=(k+1)(k+2)(k+3)…(k+k)2(2k+1). 【答案】 C 5.記凸k邊形的內(nèi)角和為f(k),則凸k+1邊形的內(nèi)角和f(k+1)等于f(k)加上( ) A. B.π C.2π D.π 【解析】 從n=k到n=k+1時(shí), 內(nèi)角和增加π. 【答案】 B 二、填空題 6.觀察式子1=1,1-4=-(1+2),1-4+9=1+2+3,…,猜想第n個(gè)式子應(yīng)為________. 【答案】 1-4+9-16+…+(-1)n-1n2 =(-1)n+1 7.用數(shù)學(xué)歸納法證明“1+2+22+…+2n-1=2n-1(n∈N+)”的過程中,第二步假設(shè)n=k時(shí)等式成立,則當(dāng)n=k+1時(shí)應(yīng)得到________. 【解析】 ∵n=k時(shí),命題為“1+2+22+…+2k-1=2k-1”, ∴n=k+1時(shí)為使用歸納假設(shè), 應(yīng)寫成1+2+22+…+2k-1+2k=2k-1+2k=2k+1-1. 【答案】 1+2+22+…+2k-1+2k=2k+1-1 8.用數(shù)學(xué)歸納法證明34n+1+52n+1(n∈N+)能被14整除,當(dāng)n=k+1時(shí),對于34(k+1)+1+52(k+1)+1應(yīng)變形為________. 【解析】 34(k+1)+1+52(k+1)+1=34k+5+52k+3=8134k+1+2552k+1=8134k+1+8152k+1-5652k+1=81(34k+1+52k+1)-5652k+1. 【答案】 81(34k+1+52k+1)-5652k+1 三、解答題 9.用數(shù)學(xué)歸納法證明: …=(n≥2,n∈N+). 【證明】 (1)當(dāng)n=2時(shí),左邊=1-=,右邊==. ∴等式成立. (2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥2,k∈N+)時(shí),等式成立, 即…=(k≥2,k∈N+). 當(dāng)n=k+1時(shí), … == ==, ∴當(dāng)n=k+1時(shí),等式成立. 根據(jù)(1)和(2)知,對n≥2,n∈N+時(shí),等式成立. 10.用數(shù)學(xué)歸納法證明:對于任意正整數(shù)n,整式an-bn都能被a-b整除. 【證明】 (1)當(dāng)n=1時(shí),an-bn=a-b能被a-b整除. (2)假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N+,k≥1)時(shí),ak-bk能被a-b整除,那么當(dāng)n=k+1時(shí),ak+1-bk+1=ak+1-akb+akb-bk+1=ak(a-b)+b(ak-bk).因?yàn)?a-b)和ak-bk都能被a-b整除,所以上面的和ak(a-b)+b(ak-bk)也能被a-b整除.這也就是說當(dāng)n=k+1時(shí),ak+1-bk+1能被a-b整除. 根據(jù)(1)(2)可知對一切正整數(shù)n,an-bn都能被a-b整除. [能力提升] 1.設(shè)f(n)=+++…+(n∈N+),那么f(n+1)-f(n)等于( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):32750067】 A. B. C.+ D.- 【解析】 因?yàn)閒(n)=++…+, 所以f(n+1)=++…+++, 所以f(n+1)-f(n)=+-=-. 【答案】 D 2.某同學(xué)回答“用數(shù)學(xué)歸納法證明<n+1(n∈N+)的過程如下: 證明:(1)當(dāng)n=1時(shí),顯然命題是正確的: (2)假設(shè)n=k時(shí)有<k+1,那么當(dāng)n=k+1時(shí),=<=(k+1)+1,所以當(dāng)n=k+1時(shí)命題是正確的.由(1)(2)可知對于n∈N+,命題都是正確的.以上證法是錯(cuò)誤的,錯(cuò)誤在于( ) A.從k到k+1的推理過程沒有使用歸納假設(shè) B.歸納假設(shè)的寫法不正確 C.從k到k+1的推理不嚴(yán)密 D.當(dāng)n=1時(shí),驗(yàn)證過程不具體 【解析】 證明<(k+1)+1時(shí)進(jìn)行了一般意義的放大.而沒有使用歸納假設(shè)<k+1. 【答案】 A 3.用數(shù)學(xué)歸納法證明22+32+…+n2=-1(n∈N+,且n>1)時(shí),第一步應(yīng)驗(yàn)證n=________,當(dāng)n=k+1時(shí),左邊的式子為________. 【解析】 ∵所證明的等式為 22+32+…+n2=-1(n∈N+,n>1). 又∵第一步驗(yàn)證的值應(yīng)為第一個(gè)值(初始值), ∴n應(yīng)為2. 又∵當(dāng)n=k+1時(shí),等式左邊的式子實(shí)際上是將左邊式子中所有的n換成k+1, 即22+32+…+k2+(k+1)2. 【答案】 2 22+32+…+k2+(k+1)2 4.是否存在常數(shù)a,b,c使等式(n2-12)+2(n2-22)+…+n(n2-n2)=an4+bn2+c對一切正整數(shù)n成立?證明你的結(jié)論. 【解】 存在.分別用n=1,2,3代入,解方程組得 故原等式右邊=-. 下面用數(shù)學(xué)歸納法證明. (1)當(dāng)n=1時(shí),由上式可知等式成立. (2)假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N+,k≥1)時(shí)等式成立,即(k2-12)+2(k2-22)+…+k(k2-k2)=k4-k2. 則當(dāng)n=k+1時(shí), 左邊=[(k+1)2-12]+2[(k+1)2-22]+…+k[(k+1)2-k2]+(k+1)[(k+1)2-(k+1)2]=(k2-12)+2(k2-22)+…+k(k2-k2)+(2k+1)+2(2k+1)+…+k(2k+1)=k4-k2+(2k+1)=(k+1)4-(k+1)2,故n=k+1時(shí),等式成立. 由(1)(2)得等式對一切n∈N+均成立.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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