1、第3讲 数学归纳法一、选择题 1. 利用数学归纳法证明“1aa2an1(a1,nN*)”时,在验证n1成立时,左边应当是()A 1 B 1aC 1aa2 D 1aa2a3解析 当n1时,左边1aa2,故选C.答案 C2用数学归纳法证明命题“当n是正奇数时,xnyn能被xy整除”,在其次步时,正确的证法是()A假设nk(kN),证明nk1命题成立B假设nk(k是正奇数),证明nk1命题成立C假设n2k1(kN),证明nk1命题成立D假设nk(k是正奇数),证明nk2命题成立解析A、B、C中,k1不愿定表示奇数,只有D中k为奇数,k2为奇数答案D3用数学归纳法证明1,则当nk1时,左端应在nk的基
2、础上加上()A. BC. D.解析当nk时,左侧1,当nk1时,左侧1.答案C4对于不等式n1(nN*),某同学用数学归纳法的证明过程如下:(1)当n1时,11,不等式成立(2)假设当nk(kN*且k1)时,不等式成立,即k1,则当nk1时,1,nN*),求证:S2n1(n2,nN*)证明(1)当n2时,S2nS411,即n2时命题成立;(2)假设当nk(k2,kN*)时命题成立,即S2k11,则当nk1时,S2k111111,故当nk1时,命题成立由(1)和(2)可知,对n2,nN*.不等式S2n1都成立12已知数列an:a11,a22,a3r,an3an2(nN*),与数列bn:b11,b
3、20,b31,b40,bn4bn(nN*)记Tnb1a1b2a2b3a3bnan.(1)若a1a2a3a1264,求r的值;(2)求证:T12n4n(nN*)(1)解a1a2a3a1212r34(r2)56(r4)78(r6)484r.484r64,r4.(2)证明用数学归纳法证明:当nN*时,T12n4n.当n1时,T12a1a3a5a7a9a114,故等式成立假设nk时等式成立,即T12k4k,那么当nk1时,T12(k1)T12ka12k1a12k3a12k5a12k7a12k9a12k114k(8k1)(8kr)(8k4)(8k5)(8kr4)(8k8)4k44(k1),等式也成立依据
4、和可以断定:当nN*时,T12n4n.13设数列an满足a13,an1a2nan2,n1,2,3,(1)求a2,a3,a4的值,并猜想数列an的通项公式(不需证明);(2)记Sn为数列an的前n项和,试求使得Sn2n成立的最小正整数n,并给出证明解(1)a25,a37,a49,猜想an2n1.(2)Snn22n,使得Snn22n.n6时,266226,即6448成立;假设nk(k6,kN*)时,2kk22k成立,那么2k122k2(k22k)k22kk22kk22k32k(k1)22(k1),即nk1时,不等式成立;由、可得,对于全部的n6(nN*)都有2nn22n成立14数列xn满足x10,
5、xn1xxnc(nN*)(1)证明:xn是递减数列的充分必要条件是c0;(2)求c的取值范围,使xn是递增数列(1)证明先证充分性,若c0,由于xn1xxncxncxn,故xn是递减数列;再证必要性,若xn是递减数列,则由x2x1可得c0.(2)解假设xn是递增数列由x10,得x2c,x3c22c.由x1x2x3,得0c1.由xnxn1xxnc知,对任意n1都有xn0,即xn1.由式和xn0还可得,对任意n1都有xn1(1)(xn)反复运用式,得xn(1)n1(x1)(1)n1,xn1和 xn(1)n1两式相加,知21(1)n1对任意n1成立依据指数函数y(1)n的性质,得210,c,故0c.若00,即证xn对任意n1成立下面用数学归纳法证明当0c时,xn对任意n1成立(i)当n1时,x10,结论成立(ii)假设当nk(kN*)时,结论成立,即xn.由于函数f(x)x2xc在区间内单调递增,所以xk1f(xk)f(),这就是说当nk1时,结论也成立故xnxn,即xn是递增数列由知,使得数列xn单调递增的c的范围是.