【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中数学 2.3 数学归纳法课后知能检测 新人教A版选修2-2
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【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中数学 2.3 数学归纳
法课后知能检测 新人教A版选修2-2
一、选择题
1.一个与正整数n有关的命题,当n=2时命题成立,且由n=k时命题成立可以推得
n=k
+2时命题也成立,则( )
A.该命题对于n>2的自然数n都成立
B.该命题对于所有的正偶数都成立
C.该命题何时成立与k取值无关
D.以上答案都不对
【解析】 由n=k时命题成立可推出n=k+2时命题也成立,又n=2时命题成立,根
据逆推关系,该命题对于所有的正偶数都成立,故选B.
【答案】 B
2.已知f(n)=1n+1n+1+1n+2+…+1n2,则( )
A.f(n)共有n项,当n=2时,f(2)=12+13
B.f(n)共有n+1项,当n=2时,f(2)=12+13+14
C.f(n)共有n2-n项,当n=2时,f(2)=12+13
D.f(n)共有n2-n+1项,当n=2时,f(2)=12+13+14
【解析】 结合f(n)中各项的特征可知,分子均为1,分母为n,n+1,…,n2的连续
自然数共有n2-n+1个,且f(2)=12+13+14.
【答案】 D
3.(2013·烟台高二检测)用数学归纳法证明1+2+3+…+n2=n4+n22,则当n=k+1
时左端应在n=k的基础上加上( )
A.k2+1
B.(k+1)2
2
C.k+14+k+122
D.(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2
【解析】 当n=k时,左端=1+2+3+…+k2,
当n=k+1时,左端=1+2+3+…+k2+(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2,
故当n=k+1时,左端应在n=k的基础上加上(k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2,故应
选D.
【答案】 D
4.(2013·合肥高二检测)对于不等式n2+n
(1)当n=1时,12+1<1+1,不等式成立.
(2)假设当n=k(k∈N*)时,不等式成立,即k2+k
k2+3k+2<k2+3k+2+k+2=k+22=(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】 在n=k+1时,没有应用n=k时的归纳假设,故选D.
【答案】 D
5.某个与正整数有关的命题:如果当n=k(k∈N*)时命题成立,则可以推出当n=k+1
时该命题也成立.现已知n=5时命题不成立,那么可以推得( )
A.当n=4时命题不成立
B.当n=6时命题不成立
C.当n=4时命题成立
D.当n=6时命题成立
【解析】 因为当n=k(k∈N*)时命题成立,则可以推出当n=k+1时该命题也成立,
所以假设当n=4时命题成立,那么n=5时命题也成立,这与已知矛盾,所以当n=4时命
题不成立.
【答案】 A
二、填空题
6.若f(n)=12+22+32+…+(2n)2,则f(k+1)与f(k)的递推关系式是________.
【解析】 ∵f(k)=12+22+…+(2k)2,
3
f(k+1)=12+22+…+(2k)2+(2k+1)2+(2k
+2)2,
∴f(k+1)-f(k)
=(2k+1)2+(2k+2)2,
即f(k+1)=f(k)+(2k+1)2+(2k+2)2.
【答案】 f(k+1)=f(k)+(2k+1)2+(2k+2)2
7.已知f(n)=1+12+13+…+1n(n∈N*),证明不等式f(2n)>n2时,f(2k+1)比f(2k)多的
项数是______________________________________________________项.
【解析】 f(2k)=1+12+13+…+12k,f(2k+1)=1+12+13+…+12k+12k+1+12k+2+…+12k+2k
因此,f(2k+1)比f(2k)多了2k项.
【答案】 2k
8.用数学归纳法证明122+132+…+1n+12>12-1n+2.假设n=k时,不等式成立,则
当n=k+1时,应推证的目标不等式是________.
【解析】 观察不等式中各项的分母变化知,n=k+1时,122+132+…+1k2+1k+12+
1k+22>12-1
k
+3
.
【答案】 122+132+…+1k2+1k+12+1k+22>12-1k+3
三、解答题
9.用数学归纳法证明:1-12+13-14+…+12n-1-12n=1n+1+1n+2+…+12n(n∈N*).
【证明】 (1)当n=1时,左边=1-12=12,右边=12,即n=1时命题成立.
(2)假设n=k(k∈N*)时命题成立,
即1-12+13-14+…+12k-1-12k=1k+1+1k+2+…+12k.
则当n=k+1时,
1-12+13-14+…+12k-1-12k+12k+1-12k+2
=1k+1+1k+2+…+12k+12k+1-12k+2
=1k+2+1k+3+…+12k+1+(1k+1-12k+2)
=1k+2+1k+3+…+12k+1+12k+2,
4
即当n=k+1时,等式成立.
由(1)和(2)知,等式对任何n∈N*都成立.
10.用数学归纳法证明:1+12+13+…+12n-1
【证明】 (1)当n=2时,左边=1+12+13,右边=2,左边<右边,不等式成立.
(2)假设当n=k时,不等式成立,即1+12+13+…+12k-1
2
k
=k+1,所
以,当n=k+1时不等式成立.
由(1)和(2)知,对于任意大于1的正整数n,不等式均成立.
11.已知数列{an}中,a1=-23,其前n项和Sn满足an=Sn+1Sn+2(n≥2),计算S1,S2,
S3,S4,猜想S
n
的表达式,并用数学归纳法加以证明.
【解】 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=Sn+1Sn+2.
∴Sn=-1Sn-1+2(n≥2).
则有:S1=a1=-23,
S
2
=-1S1+2=-34,
S
3
=-1S2+2=-45,
S
4
=-1S3+2=-56,
由此猜想:Sn=-n+1n+2(n∈N*).
用数学归纳法证明:
①当n=1时,S1=-23=a1,猜想成立.
②假设n=k(k∈N*)猜想成立,即Sk=-k+1k+2成立,
那么n=k+1时,Sk+1=-1Sk+2=-1-k+1k+2+2
=-k+2k+3=-k+1+1k+1+2.
5
即n=k+1时猜想成立.
由①②可知,对任意自然数n,猜想结论均成立.