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高中数学专题讲义-数学归纳法

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题型一:数学归纳法基础

【例1】已知n 为正偶数,用数学归纳法证明111

111112()234

1242n n n n

-+-++

=+++-++L L 时,若已假设2(≥=k k n 为偶数)时命题为真,则还需要用归纳假设再证 ( )

A .1+=k n 时等式成立

B .2+=k n 时等式成立

C .22+=k n 时等式成立

D .)2(2+=k n 时等式成立

【例2】已知n 是正偶数,用数学归纳法证明时,若已假设n=k (2≥k 且为偶数)时命

题为真,,则还需证明( )

A.n=k+1时命题成立

B. n=k+2时命题成立

C. n=2k+2时命题成立

D. n=2(k+2)时命题成立

【例3】某个命题与正整数n 有关,如果当)(+∈=N k k n 时命题成立,那么可推得当

1+=k n 时命题也成立. 现已知当7=n 时该命题不成立,那么可推得

( )

A .当n=6时该命题不成立

B .当n=6时该命题成立

C .当n=8时该命题不成立

D .当n=8时该命题成立

【例4】利用数学归纳法证明

“*),12(312)()2)(1(N n n n n n n n ∈-???????=+???++ ”时,从“k n =”变到“1+=k n ”时,左边应增乘的因式是 ( ) A 12+k B

112++k k C 1)22)(12(+++k k k D 1

3

2++k k

【例5】用数学归纳法证明),1(1112

2

*+∈≠--=++++N n a a

a a a a n n

Λ,在验证n=1时,典例分析

板块三.数学归纳法

左边计算所得的式子是( )

A. 1

B.a +1

C.21a a ++

D. 421a a a +++

【例6】用数学归纳法证明n n n n n 2)()2)(1(=+++Λ))(12(31*∈+????N n n Λ,从“k

到k+1”左端需乘的代数式是( ) A.2k+1 B.)12(2+k C.

112++k k D.1

3

2++k k

【例7】用数学归纳法证明:1+

21+3

1+)1,(,121

>∈<-+*n N n n n Λ时,在第二步证明

从n=k 到n=k+1成立时,左边增加的项数是( ) A.k 2 B.12-k C.12-k D.12+k

【例8】设

)1()2()1()(-++++=n f f f n n f Λ,用数学归纳法证明

“)()1()2()1(n nf n f f f n =-++++Λ”时,第一步要证的等式是

【例9】用数学归纳法证明“)12(212)()2)(1(-????=+++n n n n n n ΛΛ”(+∈N n )

时,从 “n k =到1n k =+”时,左边应增添的式子是__ __。

【例10】用数学归纳法证明不等式

24

13

12111>

++++++n n n n Λ的过程中,由k 推导到k+1时,不等式左边增加的式子是

【例11】是否存在常数c b a ,,是等式22222421(1)2(2)()n n n n n an bn c ?-+?-+???+?-=++对

一切)*N n ∈成立?证明你的结论。

题型二:证明整除问题

【例12】若存在正整数m ,使得)(93)72()(*∈+-=N n n n f n 能被m 整除,则m =

【例13】证明:)(,)3(1*∈+-N n x n 能被2+x 整除

【例14】已知数列{}n a 满足1201a a ==,,当*n ∈N 时,21n n n a a a ++=+.

求证:数列{}n a 的第41(*)m m +∈N 项能被3整除.

【例15】 用数学归纳法证明:731(*)n n n +-∈N 能被9整除.

【例16】设n 是任意正整数,求证:35n n +能被6整除.

【例17】用数学归纳法证明:对于一切正整数n ,227433n n --能被264整除.

【例18】2n (n ≥4且n ∈N *)个正数排成一个n 行n 列的数阵:

第1列

第2列

第3列 …… 第n 列

第1行 11a 12a 13a …… 1n a 第2行 21a 22a 23a

…… 2n a

…… …… …… …… …… …… 第n 行 1n a 2n a 3n a …… nn a 其中ik a (1≤i ≤n ,1≤k ≤n ,且i ,k ∈N )表示该数阵中位于第i 行第k 列的数.已知该数阵每一行的数成等差数列,每一列的数成公比为2的等比数列,且23a =8,34a =20. (Ⅰ)求11a 和ik a ;

(Ⅱ)设12(1)3(2)1n n n n n A a a a a --=++++L ,证明:当n 为3的倍数时,(n A n +)能被21整除.

题型三:证明恒等式与不等式

【例19】证明不等式111123212

n n

+

+++>-……(n N *∈)

【例20】用数学归纳法证明:*n N ∈,22211131 (2321)

n

n n +

+++≥+.

【例21】证明:*

n ∈N ,11111111

1......234212122n n n n n

-

+-++-=+++

-++.

【例22】用数学归纳法证明:

221111tan tan tan cot cot (*)22222222

n n n n m m n αααα

αα+++=-≠∈∈Z N L π,,.

【例23】是否存在常数a 、b 、c ,使等式

)(12

)

1()1(32212222c bn an n n n n +++=

+++?+?Λ对一切正整数n 都成立?证明你的结论

【例24】在数列}{n a 中,n

n

n a a a x a -+=

=+11,tan 11, (1)写出,,21a a 3a ;(2)求数列}{n a 的通项公式

【例25】用数学归纳法证明:

222111arctan

arctan arctan arctan (*)212221

n

n n n +++=∈???+N L

【例26】用数学归纳法证明:

(Ⅰ))

12(2)1()12)(12(532311222++=+-++?+?n n n n n n Λ; (Ⅱ) n n ≤-+++++

1

214131211Λ;

【例27】对于2n ≥的自然数,证明:21n >+

【例28】已知01a <<,求证:对任意大于1的自然数n ,

21()1n

n

a a n a a

->-.

题型四:数列中的数学归纳法

【例29】设12,,...n a a a 均为正数,且12...1n a a a +++=,求证:当n ≥2的时候,

22212...n a a a +++≥

1

n

【例30】已知数列{}n a 中,1

1,02n n n n

a S a a =

+->,求数列{}n a 的通项公式.

【例31】在数列{}(*)n a n ∈N 中,11a =,n S 是它的前n 项和,当2n ≥时,12

n n n a S S -

,,成等比数列,求数列的通项公式.

【例32】设整数数列{}n a 满足11a =,212a =,320a =,且32122n n n n a a a a +++=+-.证明:

任意正整数n , 114n n a a ++是一个整数的平方.

【例33】由正实数组成的数列{}n a 满足:2112n n n a a a n +-=L ≤,

,,.证明:对任意*n ∈N ,都有1n a n

<

【例34】实数数列{}n a 定义如下114(1)12n n n a t a a a n t +==-=∈R K ,,,,,已知20090a = ⑴证明:对任意*n ∈N ,01n a ≤≤;

⑵问有多少个不同的t ,使得20090a =.

【例35】两个实数数列{}n x 、{}n y 满足:11tan 3

x y π==

1112n n n x y y n ++=

=+=K ,,

证明:1n >时,23n n x y <<.

【例36】在数列{}n a 中,若它的前n 项和1(*)n n S na n =-∈N . ⑴计算1234a a a a ,

,,的值;

⑵猜想n a 的表达式,并用数学归纳法证明你的结论.

【例37】已知函数3

()(1)1

x f x x x +=

≠-+,

设数列{}n a 满足11a =,1()n n a f a +=,数列{}n b 满

足n n b a =-,n *

∈N

.用数学归纳法证明n b

【例38】设数列1a ,2a ,…n a …中的每一项都不为0.证明:{}n a 为等差数列的充分必

要条件是:对任何n ∈N ,都有

1223111

111n n n n

a a a a a a a a +++++=

L .

题型五:其他类型题

【例39】已知函数))((*N n n f ∈,满足条件:①2)2(=f ;② )()()(y f x f y x f ?=?;

③ *)(N n f ∈;④当y x >时,有)()(y f x f >. (1) 求)1(f ,)3(f 的值;

(2) 由)1(f ,)2(f ,)3(f 的值,猜想)(n f 的解析式; (3) 证明你猜想的)(n f 的解析式的正确性.

【例40】数列{}n a ,2111,23()n n a a a n n n N *+==-+∈

(Ⅰ)是否存在常数λ,μ使得数列{}2n a n n λμ++是等比数列,若存在求μλ、 的值,若不存在,说明理由。 (Ⅱ)设 1

1

2n n n b a n -=

+-,123n n S b b b b =++++L 求证:2n ≥时,

65

(1)(21)3

n n S n n <<++

【例41】已知数列{}n a 满足:10a =,2

12

21,12,2n n n n a n n a a -+???=?++???为偶数

为奇数,2,3,4,n =L .

(Ⅰ)求567,,a a a 的值; (Ⅱ)设212n n n

a b -=

,试求数列{}n b 的通项公式;

(Ⅲ)对于任意的正整数n ,试讨论n a 与1n a +的大小关系.

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