(共24张PPT)
课后达标检测
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解析:由题意知,当n=1时,左边=1+a+a1+1=1+a+a2,故C正确.故选C.
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2.用数学归纳法证明“2n≥n2(n∈N+,n≥4)”时,第二步应假设( )
A.当n=k(k∈N+,k≥2)时,2k≥k2成立
B.当n=k(k∈N+,k≥3)时,2k≥k2成立
C.当n=k(k∈N+,k≥4)时,2k≥k2成立
D.当n=k(k∈N+,k≥5)时,2k≥k2成立
解析:根据题意,证明的结论为“2n≥n2(n∈N+,n≥4)”,所以第二步的假设应为,假设当n=k(k∈N+,k≥4)时命题成立,即2k≥k2成立.故选C.
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√
解析:当n=k时,则1+2+22+…+25k-1,当n=k+1时,则(1+2+22+…+25k-1)+(25k+25k+1+25k+2+25k+3+25k+4),所以从k到k+1添加的项数共有5项.故选D.
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5.某个与自然数有关的命题,如果当n=k(k∈N+)时该命题成立,可推得当n=k+1时该命题也成立,那么,若已知当n=5时该命题不成立,则可推得( )
A.当n=4时,该命题不成立 B.当n=4时,该命题成立
C.当n=6时,该命题不成立 D.当n=6时,该命题成立
解析:可得题干等价于其逆否命题:当n=k+1(k∈N+)时该命题不成立,则可推得当n=k时该命题也不成立.所以若当n=5时该命题不成立,则当n=4时,该命题也不成立.故选A.
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√
7.用数学归纳法证明等式“1+2+3+…+(2n+1)=(n+1)(2n+1)(n∈N+)”时,第一步验证需证明的命题为
________________________________________________________.
解析:根据数学归纳法的证明步骤可知,第一步验证需证明的命题为:
当n=1时,等式1+2+3=(1+1)×(2×1+1)成立.
当n=1时,等式1+2+3=(1+1)×(2×1+1)成立
5
9.用数学归纳法证明关于n的恒等式,当n=k时,表达式为1×4+2×7+…+k(3k+1)=k(k+1)2,则当n=k+1时,表达式为_____________________________________________________.
解析:当n=k+1时,表达式左侧为1×4+2×7+…+k(3k+1)+(k+1)(3k+4),表达式右侧为(k+1)(k+2)2,则当n=k+1时,表达式为1×4+2×7+…+k(3k+1)+(k+1)(3k+4)=(k+1)(k+2)2.
1×4+2×7+…+k(3k+1)+(k+1)(3k+4)=(k+1)(k+2)2
10.用数学归纳法证明13+23+33+…+n3=(1+2+3+…+n)2(n∈N+).
证明:(1)当n=1时,左边=1,右边=1,等式成立;
(2)假设当n=k(k∈N+)时等式成立,
即13+23+…+k3=(1+2+…+k)2,则当n=k+1时,
右边=[1+2+…+k+(k+1)]2=(1+2+…+k)2+2(1+2+…+k)(k+1)+(k+1)2=13+23+…+k3+k(k+1)2+(k+1)2
=13+23+…+k3+(k+1)3=左边,等式成立.
综上,对一切正整数n,13+23+33+…+n3=(1+2+3+…+n)2.
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11.已知f(n)是关于正整数n的命题,现在小杰为了证明该命题,已经证明了命题f(1),f(2),f(3)均成立,并对任意的k∈N+,在假设f(k)成立的前提下,证明了f(k+m)成立,其中m为某个固定的整数,若要用上述证明说明f(n)对一切n∈N+均成立,则m的最大值为 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:由题意可知,f(n)对n=1,2,3都成立,假设f(k)成立的前提下,证明了f(k+m)成立,所以m的最大值为3.故选C.
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12.(多选)设f(x)是定义在正整数集上的函数,且f(x)满足:“当f(k)≥k2成立时,总可推出f(k+1)≥(k+1)2成立”,那么下列说法错误的是( )
A.若f(3)≥9成立,则当k≥1时,均有f(k)≥k2成立
B.若f(5)≥25成立,则当k≥4时,均有f(k)≥k2成立
C.若f(7)<49成立,则当k≥8时,均有f(k)D.若f(4)=25成立,则当k≥4时,均有f(k)≥k2成立
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解析:对于A,若f(3)≥9成立,由题意只可得出当k≥3时,均有f(k)≥k2成立,故A错误;
对于B,若f(5)≥25成立,由题意只可得出当k≥5时,均有f(k)≥k2成立,故B错误;
对于C,因为f(7)<49不满足题设条件,故不能得出相应结论,故C错误;
对于D,若f(4)=25>16成立,则当k≥4时,均有f(k)≥k2成立,故D正确.故选ABC.
14.设n∈N+,f(n)=5n+2×3n-1+1.
(1)当n=1,2,3,4时,计算f(n)的值;
解:由n∈N+,f(n)=5n+2×3n-1+1,得f(1)=51+2×31-1+1=8=8×1;
f(2)=52+2×32-1+1=32=8×4;
f(3)=53+2×33-1+1=144=8×18;
f(4)=54+2×34-1+1=680=8×85.
设n∈N+,f(n)=5n+2×3n-1+1.
(2)你对f(n)的值有何猜想?用数学归纳法证明你的猜想.
解:由(1)猜想:当n∈N+时,f(n)=5n+2×3n-1+1能被8整除.
①当n=1时,有f(1)=51+2×31-1+1=8,能被8整除,命题成立;
②假设当n=k(k∈N+)时命题成立,即f(k)=5k+2×3k-1+1能被8整除,
则当n=k+1时, f(k+1)=5k+1+2×3(k+1)-1+1=5×5k+6×3k-1+1=(5k+2×3k-1+1)+4(5k+3k-1)=f(k)+4(5k+3k-1),显然5k和3k-1均为奇数,它们的和(5k+3k-1)必为偶数,从而4(5k+3k-1)能被8整除,又依归纳假设,f(k)能被8整除,所以f(k+1)能被8整除,因此当n=k+1时命题也成立.
由①②知,当n∈N+时,f(n)=5n+2×3n-1+1能被8整除.
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16.是否存在常数a,b,使等式12+32+52+…+(2n-1)2=an3+bn对任意正整数n都成立?证明你的结论.