数学归纳法例题解析

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名称 数学归纳法例题解析
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2014-05-09 11:35:01

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文档简介

数学归纳法例题解析
一.教学内容:
数学归纳法
二. 重点、难点:
1. 使用范围:与正整数 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 有关的命题的证明。
2. 使用步骤:① 对 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 的初始值(通常为 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )对应命题进行证明;② 假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立,再证明 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立(证明 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时,必用 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立的结论)
3. 对 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 证明时,代入 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 的结论,还应充分利用其它证明方法,如:分析法、综合法、比较法、反证法、数形结合等。
4. 证明题目:恒等式、不等式、几何计数、整除、数列通项、前 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 项和等。
(1)数学归纳法的基本形式
设P(n)是关于自然数n的命题,若
1°P(n0)成立(奠基)
2°假设P(k)成立(k≥n0),可以推出P(k+1)成立(归纳),则P(n)对一切大于等于n0的自然数n都成立.
(2)数学归纳法的应用
具体常用数学归纳法证明:恒等式,不等式,数的整除性,几何中计算问题,数列的通项与和等.
是否存在a、b、c使得等式1·22+2·32+…+n(n+1)2= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (an2+bn+c).
例1、试证明:不论正数a、b、c是等差数列还是等比数列,当n>1,n∈N*且a、b、c互不相等时,均有:an+cn>2bn.
命题意图:本题主要考查数学归纳法证明不等式.
知识依托:等差数列、等比数列的性质及数学归纳法证明不等式的一般步骤.
错解分析:应分别证明不等式对等比数列或等差数列均成立,不应只证明一种情况.
技巧与方法:本题中使用到结论:(ak-ck)(a-c)>0恒成立(a、b、c为正数),从而ak+1+ck+1>ak·c+ck·a.
证明:(1)设a、b、c为等比数列,a= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,c=bq(q>0且q≠1)
∴an+cn= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" +bnqn=bn( HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" +qn)>2bn
(2)设a、b、c为等差数列,则2b=a+c猜想 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" >( HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )n(n≥2且n∈N*)
下面用数学归纳法证明:
①当n=2时,由2(a2+c2)>(a+c)2,∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
②设n=k时成立,即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
则当n=k+1时, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (ak+1+ck+1+ak+1+ck+1)
> HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (ak+1+ck+1+ak·c+ck·a)= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (ak+ck)(a+c)
>( HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )k·( HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )=( HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )k+1
例2、在数列{an}中,a1=1,当n≥2时,an,Sn,Sn- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成等比数列.
(1)求a2,a3,a4,并推出an的表达式;
(2)用数学归纳法证明所得的结论;
(3)求数列{an}所有项的和.
命题意图:本题考查了数列、数学归纳法、数列极限等基础知识.
知识依托:等比数列的性质及数学归纳法的一般步骤.采用的方法是归纳、猜想、证明.
错解分析:(2)中,Sk=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 应舍去,这一点往往容易被忽视.
技巧与方法:求通项可证明{ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" }是以{ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" }为首项, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 为公差的等差数列,进而求得通项公式.
解:∵an,Sn,Sn- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成等比数列,∴Sn2=an·(Sn- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )(n≥2) (*)
(1)由a1=1,S2=a1+a2=1+a2,代入(*)式得:a2=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
由a1=1,a2=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,S3= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" +a3代入(*)式得:a3=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
同理可得:a4=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,由此可推出:an= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
(2)①当n=1,2,3,4时,由(*)知猜想成立.
②假设n=k(k≥2)时,ak=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立,故Sk2=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ·(Sk- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )
∴(2k-3)(2k-1)Sk2+2Sk-1=0,∴Sk= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (舍)
由Sk+12=ak+1·(Sk+1- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ),得(Sk+ak+1)2=ak+1(ak+1+Sk- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
由①②知,an= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 对一切n∈N成立.
(3)由(2)得数列前n项和Sn= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,∴S= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" Sn=0.
难点训练
一、选择题
1、已知f(n)=(2n+7)·3n+9,存在自然数m,使得对任意n∈N,都能使m整除f(n),则最大的m的值为( )
A.30 B.26 C.36 D.6
2、用数学归纳法证明3k≥n3(n≥3,n∈N)第一步应验证( )
A.n=1 B.n=2 C.n=3 D.n=4
二、填空题
3、观察下列式子: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" …则可归纳出_________.
4、已知a1= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,an+1= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,则a2,a3,a4,a5的值分别为_________,由此猜想an=_________.
三、解答题
5、用数学归纳法证明4 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" +3n+2能被13整除,其中n∈N*.
6、若n为大于1的自然数,求证: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" .
7、已知数列{bn}是等差数列,b1=1,b1+b2+…+b10=145.
(1)求数列{bn}的通项公式bn;
(2)设数列{an}的通项an=loga(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )(其中a>0且a≠1)记Sn是数列{an}的前n项和,试比较Sn与 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" logabn+1的大小,并证明你的结论.
8、设实数q满足|q|<1,数列{an}满足:a1=2,a2≠0,an·an+1=-qn,求an表达式,又如果 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" S2n<3,求q的取值范围.
参考答案
难点磁场
解:假设存在a、b、c使题设的等式成立,这时令n=1,2,3,有 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
于是,对n=1,2,3下面等式成立
1·22+2·32+…+n(n+1)2= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
记Sn=1·22+2·32+…+n(n+1)2
设n=k时上式成立,即Sk= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (3k2+11k+10)
那么Sk+1=Sk+(k+1)(k+2)2= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (k+2)(3k+5)+(k+1)(k+2)2
= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (3k2+5k+12k+24)= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" [3(k+1)2+11(k+1)+10]
也就是说,等式对n=k+1也成立.
综上所述,当a=3,b=11,c=10时,题设对一切自然数n均成立.
难点训练
一、1.解析:∵f(1)=36,f(2)=108=3×36,f(3)=360=10×36
∴f(1),f(2),f(3)能被36整除,猜想f(n)能被36整除.
证明:n=1,2时,由上得证,设n=k(k≥2)时,
f(k)=(2k+7)·3k+9能被36整除,则n=k+1时,
f(k+1)-f(k)=(2k+9)·3k+1?-(2k+7)·3k
=(6k+27)·3k-(2k+7)·3k=(4k+20)·3k=36(k+5)·3k-2?(k≥2)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" f(k+1)能被36整除
∵f(1)不能被大于36的数整除,∴所求最大的m值等于36.
答案:C
2.解析:由题意知n≥3,∴应验证n=3.
答案:C
二、3.解析: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (n∈N*)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (n∈N*)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 、 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 、 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 、 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
三、5.证明:(1)当n=1时,42×1+1+31+2=91能被13整除
(2)假设当n=k时,42k+1+3k+2能被13整除,则当n=k+1时,
42(k+1)+1+3k+3=42k+1·42+3k+2·3-42k+1·3+42k+1·3
=42k+1·13+3·(42k+1+3k+2?)
∵42k+1·13能被13整除,42k+1+3k+2能被13整除
∴当n=k+1时也成立.
由①②知,当n∈N*时,42n+1+3n+2能被13整除.
6.证明:(1)当n=2时, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
(2)假设当n=k时成立,即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
7.(1)解:设数列{bn}的公差为d,由题意得 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,∴bn=3n-2
(2)证明:由bn=3n-2知
Sn=loga(1+1)+loga(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )+…+loga(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )
=loga[(1+1)(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )…(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )]
而 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" logabn+1=loga HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,于是,比较Sn与 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" logabn+1?的大小 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 比较(1+1)(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )…(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )与 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 的大小.
取n=1,有(1+1)= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
取n=2,有(1+1)(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
推测:(1+1)(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )…(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )> HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (*)
①当n=1时,已验证(*)式成立.
②假设n=k(k≥1)时(*)式成立,即(1+1)(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )…(1+ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )> HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
则当n=k+1时, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,即当n=k+1时,(*)式成立
由①②知,(*)式对任意正整数n都成立.
于是,当a>1时,Sn> HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" logabn+1?,当 0<a<1时,Sn< HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" logabn+1?
8.解:∵a1·a2=-q,a1=2,a2≠0,∴q≠0,a2=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,
∵an·an+1=-qn,an+1·an+2=-qn+1?
两式相除,得 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,即an+2=q·an
于是,a1=2,a3=2·q,a5=2·qn…猜想:a2n+1=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" qn(n=1,2,3,…)
综合①②,猜想通项公式为an= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
下证:(1)当n=1,2时猜想成立
(2)设n=2k-1时,a2k-1=2·qk-1则n=2k+1时,由于a2k+1=q·a2k-1?
∴a2k+1=2·qk即n=2k-1成立.
可推知n=2k+1也成立.
设n=2k时,a2k=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" qk,则n=2k+2时,由于a2k+2=q·a2k?,
所以a2k+2=- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" qk+1,这说明n=2k成立,可推知n=2k+2也成立.
综上所述,对一切自然数n,猜想都成立.
这样所求通项公式为an= HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
S2n=(a1+a3…+a2n-1)+(a2+a4+…+a2n)
=2(1+q+q2+…+qn-1?)- HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (q+q2+…+qn)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
由于|q|<1,∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" = HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
依题意知 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" <3,并注意1-q>0,|q|<1解得-1<q<0或0<q< HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
例1、错例分析:用数学归纳法证明:
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" .
请读者分析下面的证法:
证明:①n=1时,左边 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,右边 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,左边=右边,等式成立.
②假设n=k时,等式成立,即:
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" .
那么当n=k+1时,有:
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
这就是说,当n=k+1时,等式亦成立.
由①、②可知,对一切自然数n等式成立.
评述:上面用数学归纳法进行证明的方法是错 ( http: / / www.21cnjy.com )误的,这是一种假证,假就假在没有利用归纳假设n=k这一步,当n=k+1时,而是用拆项法推出来的,这样归纳假设起到作用,不符合数学归纳法的要求.
正确方法是:当n=k+1时.
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
这就说明,当n=k+1时,等式亦成立,
例2.是否存在一个等差数列{an},使得对任何自然数n,等式:
a1+2a2+3a3+…+nan=n(n+1)(n+2)
都成立,并证明你的结论.
分析:采用由特殊到一般的思维方法,先令n=1,2,3时找出来{an},然后再证明一般性.
解:将n=1,2,3分别代入等式得方程组.
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,
解得a1=6,a2=9,a3=12,则d=3.
故存在一个等差数列an=3n+3,当n=1,2,3时,已知等式成立.
下面用数学归纳法证明存在一个等差数列an=3n+3,对大于3的自然数,等式
a1+2a2+3a3+…+nan=n(n+1)(n+2)都成立.
因为起始值已证,可证第二步骤.
假设n=k时,等式成立,即
a1+2a2+3a3+…+kak=k(k+1)(k+2)
那么当n=k+1时,
a1+2a2+3a3+…+kak +(k+1)ak+1
= k(k+1)(k+2)+ (k+1)[3(k+1)+3]=(k+1)(k2+2k+3k+6)
=(k+1)(k+2)(k+3)=(k+1)[(k+1)+1][(k+1)+2]
这就是说,当n=k+1时,也存在一个等差数列an=3n+3使a1+2a2+3a3+…+nan=n(n+1)(n+2)成立.
综合上述,可知存在一个等差数列an=3n+3,对任何自然数n,等式a1+2a2+3a3+…+nan=n(n+1)(n+2)都成立.
例3.证明不等式 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (n∈N).
证明:①当n=1时,左边=1,右边=2.
左边<右边,不等式成立.
②假设n=k时,不等式成立,即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" .
那么当n=k+1时,
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
这就是说,当n=k+1时,不等式成立.
由①、②可知,原不等式对任意自然数n都成立.
说明:这里要注意,当n=k+1时,要证的目标是
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,当代入归纳假设后,就是要证明:
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" .
认识了这个目标,于是就可朝这个目标证下去,并进行有关的变形,达到这个目标.
例4.已知数列{an}满足a1=0,a2=1,当n∈N时,an+2=an+1+an.
求证:数列{an}的第4m+1项(m∈N)能被3整除.
分析:本题由an+1=an+1+an求出通项公式是比较困难的,因此可考虑用数学归纳法.
①当m=1时,a4m+1=a5=a4+a3=(a3+a2)+(a2+a1)=a2+a1+a2+a2+a1=3,能被3整除.
②当m=k时,a4k+1能被3整除,那么当n=k+1时,
a4(k+1)+1=a4k+5=a4k+4 ( http: / / www.21cnjy.com )+a4k+3=a4k+3+a4k+2+a4k+2+a4k+1=a4k+2+a4k+1+a4k+2+a4k+2+a4k+1=3a4k+2+2a4k+1
由假设a4k+1能被3整除,又3a4k+2能被3整除,故3a4k+2+2a4k+1能被3整除.
因此,当m=k+1时,a4(k+1)+1也能被3整除.
由①、②可知,对一切自然数m∈N,数列{an}中的第4m+1项都能被3整除.
例5.n个半圆的圆心在同一条直线l上,这n个半圆每两个都相交,且都在直线l的同侧,问这些半圆被所有的交点最多分成多少段圆弧?
分析:设这些半圆最多互相分成f (n)段圆弧,采用由特殊到一般的方法,进行猜想和论证.
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
当n=2时,由图(1).两个半圆交于一点,则分成4段圆弧,故f (2)=4=22.
当n=3时,由图(2).三个半径交于三点,则分成9段圆弧,故f (3)=9=32.
由n=4时,由图(3).三个半圆交于6点,则分成16段圆弧,故f (4)=16=42.
由此猜想满足条件的n个半圆互相分成圆弧段有f (n)=n2.
用数学归纳法证明如下:
①当n=2时,上面已证.
②设n=k时,f (k)=k2,那么当n= ( http: / / www.21cnjy.com )k+1时,第k+1个半圆与原k个半圆均相交,为获得最多圆弧,任意三个半圆不能交于一点,所以第k+1个半圆把原k个半圆中的每一个半圆中的一段弧分成两段弧,这样就多出k条圆弧;另外原k个半圆把第k+1个半圆分成k+1段,这样又多出了k+1段圆弧.
∴ f (k+1)=k2+k+(k+1) =k2+2k+1=(k+1)2
∴ 满足条件的k+1个半圆被所有的交点最多分成(k+1)2段圆弧.
由①、②可知,满足条件的n个半圆被所有的交点最多分成n2段圆弧.
说明:这里要注意;增加一个 ( http: / / www.21cnjy.com )半圆时,圆弧段增加了多少条?可以从f (2)=4,f (3)=f (2)+2+3,f (4)=f (3)+3+4中发现规律:f (k+1)=f (k)+k+(k+1).
例6、 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 求证: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 。
证明:
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 右,成立
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
即: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时,
左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 右
即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时,成立
综上所述,由(1)(2)对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 命题成立
例7、 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 求证: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
证明:
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 右
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
即: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 右
即: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
综上所述由(1)(2)命题对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
另解:令 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 中, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
例8、 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 求证: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
证明:
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 右
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
即: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
欲证:左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 右
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ 左边 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
综上所述由(1)(2)对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 命题成立
例9、 对于 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,求证: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 。
证明:
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 右
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
即: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 右
即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
综上所述由(1)(2)对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 命题成立
例10、对于 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,求证: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,可被 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 整除。
证明:
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
即: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
综上所述由(1)(2)对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
例11、 求证: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 可被17整除。
证明:
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" M, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
综上所述由(1)(2)对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 命题成立
例12、 平面上有 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 条直线( HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" )任意两条不平行,任意三条不共点。
求证:
(1)共有交点 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 个
(2)构成线段或射线 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 条
(3)将平面分成 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 部分
证明:
(1)① HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
② 假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
第 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 条直线与前 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 条有 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 个交点
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ∴ 成立
综上所述对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
(2)① HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,成立
② 假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立,即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
第 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 条直线上有 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 个交点,将第 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 直线分成 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 部, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 个交点在原 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 条线上,每一点将所在线段或射线分成两部分
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (略)
(3)① HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
② 假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立,即: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
第 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 条直线分成 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 段,每一段将原来那一部分成两部分
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
综上所述由(1)(2)对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
例13、 是否存在常数 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 使 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 恒成立。
证明:令 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 1,2,3
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
下证明对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 恒成立
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时,显然成立
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
左 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
综上所述由(1)(2)对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 命题成立
例14、 数列 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 满足 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ( HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ), HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ( HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ),求 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
解: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ 推测 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
证明:
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
综上所述对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
【模拟试题】
1. HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ( HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 为常数),试判断 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 是否为数列 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 中的一项。
2. 数列 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 满足 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
(1)求证: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立;
(2)令 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,试比较 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 与 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 大小关系。
3. 函数 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 的最大值不大于 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,又 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
(1)求 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
(2)设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ,求证: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
4. 设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 为常数, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 证明对任意 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
[参考答案]
1. 证明: HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 推测 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
综上所述对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 不是 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 中的一项
2. (1)① HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
② 假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立,即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时, HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
综上所述由①②对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
(2) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
3. HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
综上所述对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
4. 证明:
(1) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" , HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
(2)假设 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时成立
即 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
当 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 时
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
∴ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 成立
综上所述对一切 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 命题成立