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北师大版数学高二-(北师大)选修2-2 作业 1.4数学归纳法

1.用数学归纳法证明1+12+13+…+12n -1
<n (n ∈N +,n >1)时,第一步应验证( ) A .1+12
<2 B .1+12+13<2 C .1+12+13<3 D .1+12+13+14
<3 解析:∵n >1,且n ∈N +,∴n 的第一个取值n 0=2.
此时12n -1=13
. 答案:B
2.用数学归纳法证明“当n 为正奇数时,x n +y n 能被x +y 整除”的第二步是( )
A .假设n =2k +1时正确,再推n =2k +3正确
B .假设n =2k -1时正确,再推n =2k +1正确
C .假设n =k 时正确,再推n =k +1正确
D .假设n ≤k (k ≥1),再推n =k +2时正确(以上k ∈N +)
解析:因为n 为正奇数,据数学归纳法证题步骤,第二步应先假设第k 个正奇数也成立,本题即假设n =2k -1正确,再推第(k +1)个正奇数即n =2k +1正确.
答案: B
3.已知数列{a n }的前n 项之和为S n 且S n =2n -a n (n ∈N +),若已经算出a 1=1,a 2=32
,则猜想a n =( )
A.2n -1n
B.n +1n
C.2n -12n -1
D.2n -12
n -1 解析:∵a 1=1,a 2=32
, 又S 3=1+32
+a 3=6-a 3, ∴a 3=74
. 同理,可求a 4=158,观察1,32,74,158
,…,
容易猜想出a n =2n -12n -1⎝
⎛⎭⎪⎫或a n =2-12n -1. 答案:D
4.用数学归纳法证明不等式1n +1+1n +2+…+1n +n >1324
的过程中,由n =k 到n =k +1时,不等式左边的变化情况为( )
A .增加
12(k +1) B .增加12k +1+12(k +1)
C .增加12k +1+12(k +1),减少1k +1
D .增加
12(k +1),减少1k +1 解析:当n =k 时,不等式的左边=1k +1+1k +2+…+1k +k
,当n =k +1时,不等式的左边=1k +2+1k +3+…+1(k +1)+(k +1),又1k +2+1k +3+…+1(k +1)+(k +1)-⎝
⎛⎭⎪⎫1k +1+1k +2+…+1k +k =12k +1+12(k +1)-1k +1,所以由n =k 到n =k +1时,不等式的左边增加12k +1+12(k +1),减少1k +1
. 答案:C
5.设凸k 边形的内角和为f (k ),则凸k +1边形的内角和f (k +1)=f (k )+________. 解析:凸k +1边形在凸k 边形的基础上增加了一条边,同时内角和增加了一个三角形的内角和即π.
答案:π
6.用数学归纳法证明
1+2+22+…+2n -1=2n -1(n ∈N +)的过程如下:
①当n =1时,左边=1,右边=21-1=1,等式成立.
②假设当n =k 时,等式成立,即
1+2+22+…+2k -1=2k -1,
则当n =k +1时,
1+2+22+…+2k -1+2k =1-2k +
11-2=2k +1-1,
所以,当n =k +1时等式成立. 由此可知,对任何n ∈N +,等式都成立. 上述证明的错误是________.
解析:当n =k +1时正确的解法是[] 1+2+22+…+2k -1+2k =2k -1+2k =2k +1-1, 即一定用上第二步中的假设.
答案:没有用上归纳假设进行递推
7.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=
a n 1+a n (n ∈N +). (1)计算a 2,a 3,a 4;
(2)猜想a n 的表达式,并用数学归纳法证明.
解:(1)a 1=1,a 2=a 11+a 1=12
, a 3=a 21+a 2=13,a 4=a 31+a 3=14
. (2)由(1)的计算猜想知a n =1n .
下面用数学归纳法进行证明. ①当n =1时,a 1=1,等式成立.
②假设当n =k 时,等式成立,即a k =1k
, 那么a k +1=a k 1+a k =1k 1+1k
=1k +1, 即当n =k +1时,等式也成立.
根据①②可知,对任意n ∈N +都有a n =1n .
8.已知数列{a n }的各项均为正数,且满足a 1=1,a n +1=12
a n (4-a n ),n ∈N +.证明a n <a n +1<2(n ∈N +).
证明:①当n =1时,a 1=1,a 2=12a 1(4-a 1)=32
, ∴a 1<a 2<2,命题正确.
②假设n =k 时,有a k <a k +1<2,则n =k +1时,
a k+1-a k+2=1
2a k(4-a k)-
1
2a k+1(4-a k+1)
=2(a k-a k+1)-1
2(a k-a k+1)·(a k+a k+1)
=1
2(a k-a k+1)(4-a k-a k+1).
而a k-a k+1<0,4-a k-a k+1>0,
∴a k+1-a k+2<0.
又a k+2=1
2a k+1(4-a k+1)=1
2[4-(a k+1-2)
2]<2,
∴n=k+1时命题正确.
由①②知,对一切n∈N+有a k<a k+1<2.。

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