内容正文:
第5讲 数学归纳法
第十二章 算法初步、复数、推理与证明
基础知识整合
第一个值n0(n0∈N*)
n=k+1
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
2.数学归纳法的框图表示
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
数学归纳法是一种重要的数学思想方法,只适用于与正整数有关的命题,证明过程的表述严格而且规范,两个步骤缺一不可.第二步中,归纳假设起着“已知条件”的作用,当n=k+1时一定要运用它,否则就不是数学归纳法.第二步的关键是“一凑假设,二凑结论”.
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
A.1 B.2
C.3 D.0
答案
解析
解析 凸n边形的边最少有三条,故第一步检验n等于3.故选C.
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
2.已知n是正偶数,用数学归纳法证明时,若已假设n=k(k≥2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
答案
解析
解析 因为n是正偶数,所以只需证命题对所有正偶数都成立.偶数k的下一个偶数是k+2.故选B.
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
3.(2022·上海市复旦实验中学期末)用数学归纳法证明(n+1)(n+2)…(n+n)=2n×1×3×…×(2n-1)(n∈N*)时,从“n=k到n=k+1”等式右边的变化结果是( )
A.增乘一个因式2k+1
B.增乘两个因式2k+1和2k+2
C.增乘一个因式2(2k+1)
D.增乘2k+1同时除以k+1
答案
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
解析
基础知识整合
核心考向突破
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A.7 B.8
C.9 D.10
答案
解析
基础知识整合
核心考向突破
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5.(2022·江西萍乡模拟)用数学归纳法证明“当n为正奇数时,xn+yn能被x+y整除”,当第二步假设n=2k-1(k∈N*)时命题为真,进而需证n=________时,命题亦真.
答案
解析
答案 2k+1
解析 n为正奇数,假设n=2k-1成立后,需证明的应为n=2k+1时成立.
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
答案
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
解析
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
核心考向突破
考向一 数学归纳法证明恒等式
证明
基础知识整合
核心考向突破
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证明
基础知识整合
核心考向突破
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利用数学归纳法证明恒等式时应注意的问题
(1)在证明过程中突出两个“凑”字,即一“凑”假设,二“凑”结论,关键是在证明n=k+1时要用上n=k时的假设,其次要明确n=k+1时证明的目标,充分考虑由n=k到n=k+1时,命题形式之间的区别和联系,化异为同.中间的计算过程千万不能省略.
(2)注意“两个步骤、一个结论”一个也不能少,切勿忘记归纳结论.
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
证明
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
证明
基础知识整合
核心考向突破
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考向二 数学归纳法证明不等式
证明
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
证明
基础知识整合
核心考向突破
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用数学归纳法证明不等式的两种形式
用数学归纳法证明与n(n∈N*)有关的不等式,一般有两种具体形式:一是直接给出不等式,按要求进行证明;二是给出两个式子,按要求比较它们的大小,第二种形式往往要先对n取前几个值分别验证比较,然后猜出从某个n值开始都成立的结论.
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
证明
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
证明
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
证明
基础知识整合
核心考向突破
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例3 设数列{an}满足a1=3,an+1=3an-4n.
(1)计算a2,a3,猜想{an}的通项公式并加以证明;
(2)求数列{2nan}的前n项和Sn.
考向三 归纳—猜想—证明
解
解 (1)由题意可得a2=3a1-4=9-4=5,
a3=3a2-8=15-8=7,
由数列{an}的前三项可猜想数列{an}是以3为首项,2为公差的等差数列,即an=2n+1.
证明:当n=1时,a1=3成立;
假设当n=k(k∈N*)时,ak=2k+1成立.
基础知识整合
核心考向突破
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解
那么当n=k+1时,ak+1=3ak-4k=3(2k+1)-4k=2k+3=2(k+1)+1也成立.
则对任意的n∈N*,都有an=2n+1成立.
(2)由(1)可知,an·2n=(2n+1)·2n,
Sn=3×2+5×22+7×23+…+(2n-1)·2n-1+(2n+1)·2n,①
2Sn=3×22+5×23+7×24+…+(2n-1)·2n+(2n+1)·2n+1,②
所以Sn=(2