《精編數(shù)學(xué)同步優(yōu)化指導(dǎo)北師大版選修22練習:第1章 4 數(shù)學(xué)歸納法 活頁作業(yè)4 Word版含解析》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《精編數(shù)學(xué)同步優(yōu)化指導(dǎo)北師大版選修22練習:第1章 4 數(shù)學(xué)歸納法 活頁作業(yè)4 Word版含解析(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、精編北師大版數(shù)學(xué)資料
活頁作業(yè)(四) 數(shù)學(xué)歸納法
1.用數(shù)學(xué)歸納法證明“2n>n2+1對于n≥n0的自然數(shù)n都成立”時,第一步證明中的起始值n0應(yīng)取( )
A.2 B.3
C.5 D.6
解析:當n取1,2,3,4時2n>n2+1不成立,當n=5時,25=32>52+1=26,第一個能使2n>n2+1的n值為5.
答案:C
2.用數(shù)學(xué)歸納法證明1+++…+<n(n∈N+,n>1)時,第一步應(yīng)驗證不等式( )
A.1+<2 B.1++<2
C.1++<3 D.1+++<3
解析:∵n>1且n∈N+,∴n取的第一個值n0=2.
∴第一步應(yīng)驗證:1++<
2、2.
答案:B
3.設(shè)Sk=+++…+,則Sk+1為( )
A.Sk+ B.Sk++
C.Sk+- D.Sk+-
解析:Sk+1=++…+++=Sk++-=Sk+-.
答案:C
4.若f(n)=1+++…+(n∈N+),則n=1時f(n)是( )
A.1 B.
C.1++ D.以上答案均不正確
解析:∵f(n)共有2n+1項,
∴當n=1時有2+1=3項,即f(1)=1++.
答案:C
5.已知f(n)=+++…+,則( )
A.f(n)中共有n項,當n=2時,f(2)=+
B.f(n)中共有n+1項,當n=2時,f(2)=++
C.f(n)中共有n2-n
3、項,當n=2時,f(2)=+
D.f(n)中共有n2-n+1項,當n=2時,f(2)=++
解析:觀察分母的首項為n,最后一項為n2,公差為1,∴項數(shù)為n2-n+1.
答案:D
6.用數(shù)學(xué)歸納法證明等式1+2+3+…+(n+3)=(n∈N+)時,第一步驗證當n=1時,左邊應(yīng)取的項為________.
解析:當n=1時,左邊要從1加到n+3,即1+2+3+4.
答案:1+2+3+4
7.已知每項都大于零的數(shù)列{an}中,首項a1=1,前n項和Sn滿足Sn-Sn-1=2(n≥2),則a81=________.
解析:∵Sn-Sn-1=2,
S1=a1=1,
∴S2=9,S3=2
4、5,…,Sn=(2n-1)2.
利用數(shù)學(xué)歸納法可證明Sn=(2n-1)2.
∴a81=S81-S80=640.
答案:640
8.已知f(n)=1+++…+,n∈N+,用數(shù)學(xué)歸納法證明f(2n)>時,f(2n+1)-f(2n)=_____________.
解析:f(n)有n項,最后一項為,
f(2n)有2n項,最后一項為,
f(2n+1)有2n+1項,最后一項為,
∴f(2n+1)比f(2n)多出的項為++…+.
答案:++…+
9.設(shè)a>0,f(x)=,令a1=1,an+1=f(an),n∈N+.
(1)寫出a2,a3,a4的值,并猜想數(shù)列{an}的通項公式;
(2
5、)用數(shù)學(xué)歸納法證明你的結(jié)論.
(1)解:因為a1=1,所以a2=f(a1)=f(1)=,
a3=f(a2)=,
a4=f(a3)=.
猜想an=(n∈N+).
(2)證明:①易知,當n=1時,由猜想知正確.
②假設(shè)當n=k時正確,即ak=,
則ak+1=f(ak)==
==.
這說明,當n=k+1時也正確.
由①②,可知對于任何n∈N+,都有an=.
10.試比較2n+2與n2的大小(n∈N+),并用數(shù)學(xué)歸納法證明你的結(jié)論.
解:當n=1時,21+2=4>12,
當n=2時,22+2=6>22,
當n=3時,23+2=10>32,
當n=4時,24+2=18>42
6、,
由此可以猜想,2n+2>n2(n∈N+)成立.
用數(shù)學(xué)歸納法證明如下:
(1)當n=1時,左邊=21+2=4,右邊=1,
∴左邊>右邊,不等式成立.
當n=2時,左邊=22+2=6,右邊=22=4,
∴左邊>右邊,不等式成立.
當n=3時,左邊=23+2=10,右邊=32=9,
∴左邊>右邊,不等式成立.
(2)假設(shè)當n=k(k≥3且k∈N+)時,不等式成立,
即2k+2>k2,
那么當n=k+1時,2k+1+2=2·2k+2=2(2k+2)-2>2k2-2.
要證當n=k+1時結(jié)論成立,只需證2k2-2≥(k+1)2,
即證k2-2k-3≥0,
即證(k+1)
7、(k-3)≥0.
又∵k+1>0,k-3≥0,
∴(k+1)(k-3)≥0.
∴當n=k+1時,結(jié)論成立.
由(1)和(2),可知n∈N+時,2n+2>n2.
11.用數(shù)學(xué)歸納法證明34n+1+52n+1(n∈N)能被8整除時,當n=k+1時,對于34(k+1)+1+52(k+1)+1可變形為( )
A.56·34k+1+25(34k+1+52k+1)
B.34·34k+1+52·52k
C.34k+1+52k+1
D.25(34k+1+52k+1)
解析:當n=k時,34k+1+52k+1可被8整除;
當n=k+1時,34(k+1)+1+52(k+1)+1=34k
8、+1·34+52k+1·52=56·34k+1+25(34k+1+52k+1).
答案:A
12.平面幾何中,有邊長為a的正三角形內(nèi)任意一點到三邊距離之和為定值a,類比上述命題棱長為a的正四面體內(nèi)任一點到四個面的距離之和為( )
A.a(chǎn) B.a(chǎn)
C.a(chǎn) D.a(chǎn)
解析:利用等體積法,四面體內(nèi)一點和四個頂點連線將四面體分成四個四面體,這四個四面體體積之和等于大的四面體體積.
答案:B
13.用數(shù)學(xué)歸納法證明-1+3-5+…+(-1)n(2n-1)=(-1)nn時,第二步中n=k+1時,要證明的式子應(yīng)為____________.
解析:當n=k+1時,
左邊=-1+3
9、-5+…+(-1)k+1[2(k+1)-1]=
-1+3-5+…+(-1)k+1(2k+1).
答案:-1+3-5+…+(-1)k+1(2k+1)=(-1)k+1(k+1)
14.設(shè)f(n)=n3+(n+1)3+(n+2)3(n∈N+),則用數(shù)學(xué)歸納法證明f(n)能被9整除的過程中,f(k+1)=f(k)+_______________.
解析:f(k+1)=(k+1)3+(k+2)3+(k+3)3=(k+1)3+(k+2)3+k3+9k2+27k+27=f(k)+9k2+27k+27.
答案:9k2+27k+27
15.由下列不等式:1>,1++>1,1+++…+>,1+++…+
10、>2,…,你能得到一個怎樣的一般不等式?并加以證明.
解:猜想第n個不等式,即一般不等式為:
1+++…+>(n∈N+).
用數(shù)學(xué)歸納法證明如下:
(1)當n=1時,1>,猜想成立.
(2)假設(shè)當n=k時,猜想成立,即1+++…+>,
則當n=k+1時,
1+++…++++…+>+++…+>+=.
即當n=k+1時,猜想也正確,所以對任意的n∈N+,不等式成立.
16.一種計算裝置,有一數(shù)據(jù)入口A和一個運算出口B,按照某種運算程序:①當從A口輸入自然數(shù)1時,從B口得到,記為f(1)=;②當從A口輸入自然數(shù)n(n≥2)時,在B口得到的結(jié)果f(n)是前一個結(jié)果f(n-1)的倍.
11、
(1)當從A口分別輸入自然數(shù)2,3,4時,從B口分別得到什么數(shù)?試猜想f(n)的關(guān)系式,并證明你的結(jié)論;
(2)記Sn為數(shù)列{f(n)}的前n項和,當從B口得到16 192 575的倒數(shù)時,求此時對應(yīng)的Sn的值.
解:(1)由已知得f(n)=f(n-1)(n≥2,n∈N+),
當n=2時,f(2)=×f(1)=×=,
同理可得f(3)=,f(4)=,
猜想f(n)=.(*)
用數(shù)學(xué)歸納法證明如下:
①當n=1,2,3,4時,由上面的計算結(jié)果知(*)成立.
②假設(shè)n=k(k≥4,k∈N+)時,(*)成立,
即f(k)=,
那么當n=k+1時,
f(k+1)=f(k)=·,
即f(k+1)=,
∴當n=k+1時,(*)也成立.
綜合①②所述,對所有的n∈N+,
f(n)=恒成立.
(2)由(1)可得=
=,
∴n=2 012.
∵f(n)=,
∴S2 012==
=.