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1.(2021·合肥高二检测)对于不等式<n+1(n∈N*),某同学用数学归纳法的证明过程如下:
(1)当n=1时,<1+1,不等式成立;
(2)假设当n=k(k∈N*)时,不等式成立,即<k+1,则当n=k+1时,=
<==(k+1)+1,
∴n=k+1时,不等式成立,则上述证法( )
A.过程全部正确
B.n=1验得不正确
C.归纳假设不正确
D.从n=k到n=k+1的推理不正确
解析:选D.在n=k+1时,没有应用n=k时的归纳假设,不是数学归纳法.
2.已知{an}为等比数列,a5=2,则有a1·a2·…·a9=a=29.若{bn}为等差数列,b7=3,则数列{bn}的类似结论为( )
A.b1+b2+…+b13=3×13
B.b1+b2+…+b13=313
C.b1·b2·…·b13=3×13
D.b1·b2·…·b13=313
解析:选A.在等比数列{an}中,由等比数列的性质得a1·a2·…·a9=a=29.类似地,在等差数列{bn}中,由等差中项与等差数列的前n项和公式得b1+b2+…+b13=×13=13b7=3×13.
3.(2021·杭州高二检测)=2, =3, =4,…,若 =6(a,b均为实数),请推想a=________,b=________.
解析:由2+,3+,4+可以求出3=22-1,8=32-1,15=42-1,
∴在6+中,a=6,b=a2-1=62-1=35.
答案:6 35
4.若存在常数a,b,c,使等式1·22+2·32+…+n(n+1)2=(an2+bn+c)对n∈N*都成立,则a,b,c的值分别为________,________,________.
解析:∵存在常数a,b,c,使等式对全部的正整数都成立,
∴当令n=1,2,3时等式都成立,
∴得a+b+c=24,①
4a+2b+c=44,②
9a+3b+c=70,③
解①②③得a=3,b=11,c=10.
答案:3 11 10
5.已知O是△ABC内任意一点,连结AO,BO,CO并延长,分别交对边于点A′,B′,C′,则++=1.这是一道平面几何题,其证明常接受“面积法”,即++=++=1.请运用类比思想,猜想对于空间中的四周体V-BCD存在什么类似的结论.
解:如图所示,在四周体V-BCD中,任取一点O,连接VO,DO,BO,CO并延长,分别交四个面于点E,F,G,H.
猜想:+++=1.
证明如下:在四周体O-BCD与四周体V-BCD中,设点O到平面BCD的距离为h1,点V到平面BCD的距离为h,则===,
同理,可得=,=,=,
∴+++
===1.
6.已知△ABC的三边长都是有理数.
(1)求证:cos A是有理数;
(2)求证:对任意正整数n,cos nA是有理数.
证明:(1)由AB、BC、AC为有理数及余弦定理知
cos A=是有理数.
(2)用数学归纳法证明cos nA和sin A·sin nA都是有理数.
①当n=1时,由(1)知cos A是有理数,从而有sin A·sin A=1-cos2A也是有理数.
②假设当n=k(k≥1)时,cos kA和sin A·sin kA都是有理数.
当n=k+1时,
由cos(k+1)A=cos A·cos kA-sin A·sin kA,
sin A·sin(k+1)A
=sin A·(sin A·coskA+cos A·sin kA)
=(sin A·sin A)·cos kA+(sin A·sin kA)·cos A,
及①和归纳假设,知cos(k+1)A和sin A·sin(k+1)A都是有理数.
即当n=k+1时,结论成立.
综合①②可知,对任意正整数n,cos nA是有理数.
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