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1、精編北師大版數(shù)學(xué)資料
【成才之路】2015-2016學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第1章 4數(shù)學(xué)歸納法課時作業(yè) 北師大版選修2-2
一、選擇題
1.用數(shù)學(xué)歸納法證明等式1+2+3+…+(n+3)=(n∈N+)時,驗證n=1時,左邊應(yīng)取的項是( )
A.1 B.1+2
C.1+2+3 D.1+2+3+4
[答案] D
2.如果123+234+345+…+n(n+1)(n+2)=n(n+1)(n+a)(n+b)對一切正整數(shù)n都成立,則a,b的值應(yīng)該等于( )
A.a(chǎn)=1,b=3 B.a(chǎn)=-1,b=1
C.a(chǎn)=1,b=2 D.a(chǎn)=2,b=3
[答案] D
[解析]
2、 當(dāng)n=1時,上式可化為ab+a+b=11;①
當(dāng)n=2時,上式可化為ab+2(a+b)=16. ?、?
由①②可得a+b=5,ab=6,驗證可知只有選項D適合.
3.(2014揭陽一中高二期中)用數(shù)學(xué)歸納法證明“n3+(n+1)3+(n+2)3(n∈N*)能被9整除”,要利用歸納假設(shè)證n=k+1時的情況,只需展開( )
A.(k+3)3 B.(k+2)3
C.(k+1)3 D.(k+1)3+(k+2)3
[答案] A
[解析] 因為從n=k到n=k+1的過渡,增加了(k+3)3,減少了k3,故利用歸納假設(shè),只需將(k+3)3展開,證明余下的項9k2+27k+27能被9整除.
3、
4.某個命題與正整數(shù)n有關(guān),若n=k(k∈N*)時該命題成立,那么可推知n=k+1時該命題也成立,現(xiàn)已知當(dāng)n=5時該命題不成立,那么可推得( )
A.當(dāng)n=6時該命題不成立
B.當(dāng)n=6時該命題成立
C.當(dāng)n=4時該命題不成立
D.當(dāng)n=4時該命題成立
[答案] C
[解析] 若原命題正確,則其逆否命題正確,所以若n=k(k∈N*)時該命題成立,那么可推得n=k+1時該命題也成立,可推得若n=k+1時命題不成立可推得n=k(k∈N*)時命題不成立,所以答案為C.
5.(2014合肥一六八中高二期中)觀察下列各式:已知a+b=1,a2+b2=3,a3+b3=4,a4+b4=7
4、,a5+b5=11,…,則歸納猜測a7+b7=( )
A.26 B.27
C.28 D.29
[答案] D
[解析] 觀察發(fā)現(xiàn),1+3=4,3+4=7,4+7=11,7+11=18,11+18=29,∴a7+b7=29.
二、填空題
6.(2014吉林長春一模,13)用數(shù)學(xué)歸納法證明等式1+2+3+…+(2n+1)=(n+1)(2n+1)時,當(dāng)n=1時左邊表達式是________;從k→k+1需增添的項是________.
[答案] 1+2+3;4k+5(或(2k+2)+(2k+3))
[解析] 因為用數(shù)學(xué)歸納法證明等式1+2+3+…+(2n+1)=(n+1)(2n+1)
5、時,當(dāng)n=1時,2n+1=3,所以左邊表達式是1+2+3;從k→k+1需增添的項的是4k+5或(2k+2)+(2k+3).
7.使|n2-5n+5|=1不成立的最小的正整數(shù)是________.
[答案] 5
[解析] 從n=1,2,3,4,5,…,取值逐個驗證即可.
8.凸k邊形有f(k)條對角線,則凸k+1邊形的對角線條數(shù)f(k+1)=f(k)+____________.
[答案] k-1
[解析] 設(shè)原凸k邊形的頂點為A1,A2,…,Ak,增加一個頂點Ak+1,增加Ak+1與A2、A3,…,Ak-1共k-2條再加上A1與Ak的一條連線共k-1條.
三、解答題
9.?dāng)?shù)列{an
6、}滿足Sn=2n-an(n∈N*).
(1)計算a1,a2,a3,并猜想an的通項公式;
(2)用數(shù)學(xué)歸納法證明(1)中的猜想.
[解析] (1)當(dāng)n=1時,a1=S1=2-a1,∴a1=1;
當(dāng)n=2時,a1+a2=S2=22-a2,∴a2=;
當(dāng)n=3時,a1+a2+a3=S3=23-a3,∴a3=.
由此猜想an=(n∈N*)
(2)證明:①當(dāng)n=1時,a1=1結(jié)論成立,
②假設(shè)n=k(k≥1,且k∈N*)時結(jié)論成立,
即ak=,
當(dāng)n=k+1時,
ak+1=Sk+1-Sk=2(k+1)-ak+1-2k+ak=2+ak-ak+1,∴2ak+1=2+ak
∴ak+1
7、==,∴當(dāng)n=k+1時結(jié)論成立,
于是對于一切的自然數(shù)n∈N*,an=成立.
10.求證:++…+>(n≥2,n∈N+).
[證明] (1)當(dāng)n=2時,左邊=+++=>,不等式成立.
(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥2,k∈N+)時不等式成立,
即++…+>,
則當(dāng)n=k+1時,
++…++++
=+
>+
>+
=.
所以當(dāng)n=k+1時不等式也成立.
由(1)(2)可知原不等式對一切n(n≥2,n∈N+)都成立.
一、選擇題
1.(2014秦安縣西川中學(xué)高二期中)用數(shù)學(xué)歸納法證明1+a+a2+…+an+1=(n∈N*,a≠1),在驗證n=1時,左邊所得的項為(
8、 )
A.1 B.1+a+a2
C.1+a D.1+a+a2+a3
[答案] B
[解析] 因為當(dāng)n=1時,an+1=a2,所以此時式子左邊=1+a+a2.故應(yīng)選B.
2.(2014衡水一模,6)利用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式1+++…+
9、么,下列命題總成立的是( )
A.若f(1)<1成立,則f(10)<100成立
B.若f(2)<4成立,則f(1)≥1成立
C.若f(3)≥9成立,則當(dāng)k≥1時,均有f(k)≥k2成立
D.若f(4)≥25成立,則當(dāng)k≥4時,均有f(k)≥k2成立
[答案] D
[解析] 對于A,因為“原命題成立,否命題不一定成立”,所以若f(1)<1成立,則f(10)<100不一定成立;對于B,因為“原命題成立,則逆否命題一定成立”,所以只能得出:若f(2)<4成立,則f(1)<1成立,不能得出:若f(2)<4成立,則f(1)≥1成立;對于C,當(dāng)k=1或2時,不一定有f(k)≥k2成立;對于D
10、,因為f(4)≥25≥16,所以對于任意的k≥4,均有f(k)≥k2成立.故選D.
4.(2014湖北重點中學(xué)高二期中聯(lián)考)用數(shù)學(xué)歸納法證明(n+1)(n+2)…(n+n)=2n13…(2n-1)(n∈N*)時,從“n=k到n=k+1”左邊需增乘的代數(shù)式為( )
A.2k+1 B.2(2k+1)
C. D.
[答案] B
[解析] n=k時,等式為(k+1)(k+2)…(k+k)=2k13…(2k-1),
n=k+1時,等式左邊為(k+1+1)(k+1+2)…(k+1+k+1)=(k+2)(k+3)…(2k)(2k+1)(2k+2),右邊為2k+113…(2k-1)(2k+1
11、).左邊需增乘2(2k+1),故選B.
二、填空題
5.設(shè)f(n)=1+++…+(n∈N+),那么f(n+1)-f(n)=________.
[答案] +
[解析] ∵f(n+1)=1+++…+++,∴f(n+1)-f(n)=+.
6.若不等式+++…+>對n∈N*都成立,則正整數(shù)m的最大值為____________.
[答案] 11
[解析] 設(shè)f(n)=++…+,
∴f(n+1)=++…+
=++…+++-
=f(n)+(-)
=f(n)+>f(n),
∴f(n+1)>f(n)>…>f(1)==,∴m=11.
三、解答題
7.用數(shù)學(xué)歸納法證明:1-+-+…+-=
12、++…+.
[證明]?、佼?dāng)n=1時,左邊=1-===右邊,
∴當(dāng)n=1時,等式成立.
②假設(shè)n=k時等式成立,即
1-+-+…+-=++…+.
則當(dāng)n=k+1時,
左邊=1-+-+…+-+-
=(++…+)+-
=(+…++)+(-)
=+…+++=右邊.
∴n=k+1時等式成立.
由①②知等式對任意n∈N+都成立.
[點評] 在利用歸納假設(shè)論證n=k+1等式成立時,注意分析n=k與n=k+1的兩個等式的差別.n=k+1時,等式左邊增加兩項,右邊增加一項,而且右式的首項由變到.因此在證明中,右式中的應(yīng)與-合并,才能得到所證式.因此,在論證之前,把n=k+1時等式的左右兩邊的結(jié)構(gòu)先作一下分析是有效的.
8.已知函數(shù)f(x)=(x≥0).設(shè)數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=f(an),數(shù)列{bn}滿足bn=|an-|,用數(shù)學(xué)歸納法證明:bn≤.
[證明] 當(dāng)x≥0時,f(x)=1+>1.
因為a1=1,所以an≥1(n∈N+).
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式bn≤.
(1)當(dāng)n=1時,b1=-1,不等式成立.
(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥1)時,不等式成立.
即bk≤,
那么bk+1=|ak+1-|=≤bk≤.
所以,當(dāng)n=k+1時,不等式也成立.
根據(jù)(1)和(2),可知不等式對任意n∈N+都成立.