一、选择题。
1.在数列中,a1=2,an+1=(n∈n*),依次计算a2,a3,a4,归纳推测出an的通项表达式为( )
ab. c. d.
答案 b2.用数学归纳法证明34n+1+52n+1(n∈n)能被8整除时,当n=k+1时,对于34(k+1)+1+52(k+1)+1可变形为( )
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)
答案 a二、填空题。
3.已知数列的前n项和为sn,且a1=1,sn=n2an(n∈n*),试归纳猜想出sn的表达式是sn
答案 三、解答题。
4.证明:凸n边形的对角线的条数为f(n)=n(n-3)(n≥4,n∈n*).
证明 (1)当n=4时,四边形有两条对角线,f(4)=×4×(4-3)=2,命题成立.
2)假设当n=k(k≥4,k∈n*)时命题成立,即f(k)=k(k-3),那么,当n=k+1时,增加一个顶点,凸多边形的对角线增加k-1条,则f(k+1)=k(k-3)+k-1=(k2-k-2)=(k+1)(k-2)=(k+1)[(k+1)-3],即当n=k+1时命题也成立.
根据(1)(2),可知命题对任意的n≥4,n∈n*都成立.
5.证明:62n-1+1能被7整除(n∈n*).
证明 (1)当n=1时,62-1+1=7能被7整除.
2)假设当n=k(k∈n*)时,62k-1+1能被7整除.
那么当n=k+1时,62(k+1)-1+1=62k-1+2+1
36(62k-1+1)-35.
62k-1+1能被整除,35也能被7整除,当n=k+1时,62(k+1)-1+1能被7整除.
由(1),(2)知命题成立.
6.已知数列,,…sn为该数列的前n项和,计算得s1=,s2=,s3=,s4=.
观察上述结果,推测出sn(n∈n*),并用数学归纳法加以证明.
解析推测sn=(n∈n*).
用数学归纳法证明如下:
1)当n=1时,s1==,等式成立;
2)假设当n=k时等式成立,即sk=,那么当n=k+1时,sk+1=sk+
也就是说,当n=k+1时,等式也成立.
根据(1)和(2),可知一切n∈n*,等式均成立.
7.设数列的前n项和为sn,方程x2-anx-an=0有一根为sn-1,n=1,2,3,….
1)求a1,a2;
2)求的通项公式.
解析 (1)当n=1时,x2-a1x-a1=0,有一根为s1-1=a1-1,于是(a1-1)2-a1(a1-1)-a1=0,解得a1=.
当n=2时,x2-a2x-a2=0,有一根为s2-1=a1+a2-1=a2-,于是(a2-)2-a2(a2-)-a2=0,解得a2=.
所以a1=,a2=.
2)因为方程x2-anx-an=0有一根为sn-1,所以(sn-1)2-an(sn-1)-an=0,即s-2sn+1-ansn=0.
当n≥2时,an=sn-sn-1,代入上式得sn-1sn-2sn+1=0]1,2),s2=a1+a2=+=由(*)可得s3=,由此猜想sn=,n=1,2,3,….
下面用数学归纳法证明这个结论:
当n=1时,已知结论成立.
假设n=k(k∈n*)时,结论成立,即sk=.
当n=k+1时,由(*)得sk+1=,所以sk+1===
故当n=k+1时结论也成立.
根据①②可知,sn=对所有正整数n都成立.
于是,当n≥2时,an=sn-sn-1=-=
又因为n=1时,a1==,符合通项公式,所以的通项公式为an=,n=1,2,3….
8.已知数列中,a1=-,其前n项和sn满足an=sn++2(n≥2),计算s1,s2,s3,s4,猜想sn的表达式,并用数学归纳法加以证明.
解析当n≥2时,an=sn-sn-1=sn++2.
sn=-(n≥2).
则有s1=a1=-,s2=-=s3=-=s4=-=
由此猜想:sn=-(n∈n*).
用数学归纳法证明:
当n=1时,s1=-=a1,猜想成立.
假设n=k(k∈n*)猜想成立,即sk=-成立,那么n=k+1时,sk+1=-=
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.
9.在数列,中,a1=2,b1=4,且an,bn,an+1成等差数列,bn,an+1,bn+1成等比数列(n∈n*).
1)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜测,的通项公式,并证明你的结论;
2)证明:++
解析 (1)由条件得。
2bn=an+an+1,a=bnbn+1.
由此可得a2=6,b2=9,a3=12,b3=16,a4=20,b4=25.
猜测an=n(n+1),bn=(n+1)2.
用数学归纳法证明:
当n=1时,由上可得结论成立.
假设当n=k时,结论成立,即。
ak=k(k+1),bk=(k+1)2.那么当n=k+1时,ak+1=2bk-ak=2(k+1)2-k(k+1)=(k+1)(k+2),bk+1==(k+2)2.所以当n=k+1时,结论也成立.
由①②,可知an=n(n+1),bn=(n+1)2对一切正整数都成立.
当n≥2时,由(1)知。
an+bn=(n+1)(2n+1)>2(n+1)·n.故++…
10.(2010·天津)在数列中,a1=2,an+1=λan+λn+1+(2-λ)2n(n∈n*其中λ>0).
1)求a2,a3,a4;
2)猜想的通项公式,并加以证明.
解析 (1)a2=2λ+λ2+(2-λ)2=λ2+22,a3=λ(2+22)+λ3+(2-λ)22=2λ3+23,a4=λ(2λ3+23)+λ4+(2-λ)23=3λ4+24.
2)由(1)可猜想数列通项公式an=(n-1)λn+2n.
下面用数学归纳法证明:
当n=1时,a1=2,等式成立.
假设当n=k时等立成立,即ak=(k-1)λk+2k,那么ak+1=λak+λk+1+(2-λ)2k
λ(k-1)λk+λ2k+λk+1+2k+1-λ2k
[(k+1)-1]λk+1+2k+1.
即当n=k+1时等式也成立,根据①和②可知,等式对任何n∈n*都成立.
重点班·选做题。
11.首项为正数的数列满足an+1=(a+3),n∈n*.
1)证明:若a1为奇数,则对一切n≥2,an都是奇数;
2)若对一切n∈n*都有an+1>an,求a1的取值范围.
解析 (1)已知a1是奇数,假设ak=2m-1是奇数,其中m为正整数,则由递推关系得ak+1==m(m-1)+1是奇数.
根据数学归纳法,对任何n∈n*,an都是奇数.
2)解法一由an+1-an=(an-1)(an-3)知,an+1>an当且仅当an<1或an>3.
另一方面,若0若ak>3,则ak+1>=3.
根据数学归纳法,03an>3,n∈n*.
综上所述,对一切n∈n*都有an+1>an的充要条件是03.
解法二由a2=>a1,得a-4a1+3>0,于是03.
an+1-an=-,因为a1>0,an+1=,所以所有的an均大于0,因此an+1-an与an-an-1同号.根据数学归纳法,n∈n*,an+1-an与a2-a1同号.
因此,对一切n∈n*都有an+1>an的充要条件是03.
12.(2010·江苏卷)已知△abc的三边长都是有理数.
1)求证:cosa是有理数;
2)求证:对任意正整数n,cosna是有理数.
解析 (1)由ab、bc、ac为有理数及余弦定理知cosa=是有理数.
2)用数学归纳法证明cosna和sina·sinna都是有理数.
当n=1时,由(1)知cosa是有理数,从而有sina·sina=1-cos2a也是有理数.
假设当n=k(k≥1)时,coska和sina·sinka都是有理数.当n=k+1时,由cos(k+1)a=cosa·coska-sina·sinka,sina·sin(k+1)a=sina·(sina·coska+cosa·sinka)
(sina·sina)·coska+(sina·sinka)·cosa,及①和归纳假设,知cos(k+1)a与sina·sin(k+1)a都是有理数.即当n=k+1时,结论成立.
综合①、②可知,对任意正整数n,cosna是有理数.
1.(2011·江西卷)观察下列各式:55=3 125,56=15 625,57=78 125,…,则52 011的末四位数字为( )
a.3 125b.5 625
c.0 625 d.8 125
答案 d解析 ∵55=3 125,56=15 625,57=78 125,58末四位数字为0 625,59末四位数字为3 125,510末四位数字为5 625,511末四位数字为8 125,512末四位数字为0 625,…,由上可得末四位数字周期为4,呈规律**替出现,52 011=54×501+7末四位数字为8 125.
2.(2011·山东卷)设函数f(x)=(x>0),观察:
f1(x)=f(x)=,f2(x)=f(f1(x))=f3(x)=f(f2(x))=f4(x)=f(f3(x))=
根据以上事实,由归纳推理可得:
当n∈n*且n≥2时,fn(x)=f(fn-1(x
答案 解析依题意,先求函数结果的分母中x项系数所组成数列的通项公式,由1,3,7,15,…,可推知该数列的通项公式为an=2n-1.又函数结果的分母中常数项依次为2,4,8,16,…,故其通项公式为bn=2n.
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