4.在进行n=k+1命题证明时,一定要用n=k时的命题,没有用到该命题而推理证明的方法不是数学归纳法.
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3.注意n=k+1时命题的正确性.
2.严格按照数学归纳法的三个步骤书写,特别是对初始值的验证不可省略,有时要取两个(或两个以上)初始值进行验证;初始值的验证是归纳假设的基础.
1.数学归纳法仅适应于与自然数有关的数学命题.
11.(2009·陕西卷理)已知数列{xn}满足,x1=,xn+1=,n∈N*.
(1)猜想数列{xn}的单调性,并证明你的结论;
(2)证明:|xn+1-xn|≤()n-1.
[证明] (1)由x1=及xn+1=得x2=+x4=,x4=,由x2>x4>x6猜想:数列{x2n}是递减数列.
下面用数学归纳法证明:
①当n=1时,已证命题成立.
②假设当n=k时命题成立,即x2k>x2k+2易知x2k>0,那么x2k+2-x2k+4=-=
=
>0.
即x2(k+1)>x2(k+1)+2
也就是说,当n=k+1时命题也成立,结合(1)和(2)知,命题成立.
(2)当n=1时,|xn+1-xn|=|x2-x1|=,结论成立.
当n≥2时,易知0<xn-1<1,∴1+xn-1<2,xn=>
∴(1+xn)(1+xn-1)=(1+)(1+xn-1)=2+xn-1≥
∴|xn+1-xn|==
≤|xn-xn-1|≤()2|xn-1-xn-2|≤…≤()n-1|x2-x1|=()n-1.
亲爱的同学请你写上学习心得
10.设an=1+++…+(n∈N*),是否存在n的整式g(n),使得等式a1+a2+…+an-1=g(n)(an-1)对大于1的一切自然数n都成立?证明你的结论.
[解] 假设g(n)存在,探索g(n).
当n=2时,由a1=g(2)(a2-1)得g(2)=2
当n=3时,由a1+a2=g(3)(a3-1)得g(3)=3
当n=4时,由a1+a2+a3=g(4)(a4-1)得g(4)=4
由此猜想g(n)=n(n≥2,n∈N*)
下面用数学归纳法证明:当n≥2,n∈N*时,等式a1+a2+…+an-1=n(an-1)成立.
(1)当n=2时,左边=a1=1,右边=2(a2-1)=2×=1 ∴等式成立
(2)假设当n=k(k≥2,k∈N*)时等式成立,即a1+a2+…+ak-1=k(ak-1)
那么n=k+1时,a1+a2+…+ak-1+ak=k(ak-1)+ak=(k+1)ak-k
=(k+1)(ak+)-(k+1)
=(k+1)ak+1-(k+1)=(k+1)(ak+1-1)
∴当n=k+1时,等式也成立
由(1)、(2)可知,对于一切大于1的自然数n,都存在g(n)=n,使等式a1+a2+…+an-1=g(n)(an-1)都成立.
9.数列{an}满足a1=2,an+1=,试观察分析a2,a3,a4,归纳推测出an=________.
[解析] ∵a1=2,an+1=∴a2==,a3==,a4==,∴an=.
[答案]
8.用数学归纳法证明1+++…+<2(n∈N,且n>1),第一步要证的不等式是________.
[解析] n=2时,左边=1++=1++,右边=2.
[答案] 1++<2
7.用数学归纳法证明不等式++…+<的过程,由n=k推导n=k+1时,不等式的左边增加的式子是________.
[解析] 不等式的左边增加的式子是
+-=.
[答案]
6.平面内有n个圆,其中每两个圆都相交于两点,且每三个圆都不相交于同一点,则这n个圆将平面分成几个部分
( )
A.2n个 B.2n个
C.n2-n+2个 D.n2+n+1个
[解析] n=2时,分成4部分,可排除D;n=3时,分成8部分,可排除A;n=4时,分成14部分,可排除B,故选C.
下面用数学归纳法证明,记f(n)=n2-n+2.
(1)当n=1时,一个圆把平面分成两部分,12-1+2=2,命题成立;
(2)假设当n=k时命题成立(k∈N*),即k个圆把平面分成k2-k+2个部分.
当n=k+1时,这k+1个圆中的k个圆把平面分成了k2-k+2个部分,第k+1个圆被前k个圆分成2k条弧,每条弧把它所在的部分分成了两块,这时共增加了2k个部分,即k+1个圆把平面分成:(k2-k+2)+2k=(k+1)2-(k+1)+2个部分,这说明当n=k+1时命题也成立.
由(1)(2)知,对一切n∈N*,命题都成立.
[答案] C
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