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1、精选优质文档-倾情为你奉上专题十三 推理与证明第三十九讲 数学归纳法答案部分1【解析】()用数学归纳法证明:当时,假设时,那么时,若,则,矛盾,故因此所以因此()由得记函数函数在上单调递增,所以=0,因此 故()因为所以得由得所以 故综上, 2【解析】()的定义域为,当,即时,单调递增;当,即时,单调递减故的单调递增区间为,单调递减区间为当时,即令,得,即 ();由此推测: 下面用数学归纳法证明(1)当时,左边右边,成立(2)假设当时,成立,即当时,由归纳假设可得所以当时,也成立根据(1)(2),可知对一切正整数n都成立()由的定义,算术-几何平均不等式,的定义及得,即3【解析】()由已知,得
2、于是所以故()证明:由已知,得等式两边分别对x求导,得,即,类似可得,.下面用数学归纳法证明等式对所有的都成立.(i)当n=1时,由上可知等式成立.(ii)假设当n=k时等式成立, 即.因为,所以.所以当n=k+1时,等式也成立.综合(i),(ii)可知等式对所有的都成立.令,可得().所以()4【解析】()证:用数学归纳法证明(1)当时,原不等式成立。(2)假设时,不等式成立当时,所以时,原不等式成立。综合(1)(2)可得当且时,对一切整数,不等式均成立。()证法1:先用数学归纳法证明。(1)当时由假设知成立。(2)假设时,不等式成立由易知当时由得由()中的结论得因此,即所以当时,不等式也成
3、立。综合(1)(2)可得,对一切正整数,不等式均成立。再由得,即综上所述,证法2:设,则,并且,由此可见,在上单调递增,因而当时。(1)当时由,即可知,并且,从而故当时,不等式成立。 (2)假设时,不等式成立,则当时,即有,所以当时原不等式也成立。综合(1)(2)可得,对一切正整数,不等式均成立。5【解析】:()解法一:再由题设条件知从而是首项为0公差为1的等差数列,故=,即解法二:可写为.因此猜想.下用数学归纳法证明上式:当时结论显然成立.假设时结论成立,即.则这就是说,当时结论成立.所以()解法一:设,则.令,即,解得.下用数学归纳法证明加强命题:当时,所以,结论成立.假设时结论成立,即易
4、知在上为减函数,从而即再由在上为减函数得.故,因此,这就是说,当时结论成立.综上,符合条件的存在,其中一个值为.解法二:设,则先证:当时,结论明显成立.假设时结论成立,即易知在上为减函数,从而即这就是说,当时结论成立,故成立.再证:当时,有,即当时结论成立假设时,结论成立,即由及在上为减函数,得这就是说,当时成立,所以对一切成立.由得,即因此又由、及在上为减函数得,即所以解得.综上,由知存在使对一切成立.6【解析】(),令,解得.当时,所以在内是减函数;当 时,所以在内是增函数.故函数在处取得最小值. ()由()知,当时,有,即 若,中有一个为0,则成立;若,均不为0,又,可得,于是在中令,可
5、得,即,亦即.综上,对,为正有理数且,总有. ()()中命题的推广形式为:设为非负实数,为正有理数. 若,则. 用数学归纳法证明如下:(1)当时,有,成立. (2)假设当时,成立,即若为非负实数,为正有理数,且,则. 当时,已知为非负实数,为正有理数,且,此时,即,于是=.因,由归纳假设可得,从而. 又因,由得,从而故当时,成立由(1)(2)可知,对一切正整数,所推广的命题成立说明:()中如果推广形式中指出式对成立,则后续证明中不需讨论的情况.7【解析】()由,而,的一个零点,且在(1,2)内有零点。因此至少有两个零点。解法1:记则当上单调递增,则内至多只有一个零点。又因为内有零点,所以内有且只有一个零点,记此零点为;当时,所以,当单调递减,而内无零点;当单调递减,而内无零点;当单调递增,而内至多只有一个零点。从而内至多只有一个零点。综上所述,有且只有两个零点。解法2:由,则当从而上单调递增,则内至多只有一个零点,因此内也至多只有一个零点。综上所述,有且只有两个零点。()记的正零点为 (1)当而由此猜测:。下面用数学归纳法证明。当显然成立。假设当时,由因此,当成立。故对任意的成立。 (2)当,由(I)知,上单调递增,则,即,由此猜测:,下面用数学归纳法证明,当显然成立。假设当成立,则当时,由因此,当成立,故对任意的成立综上所述,存在常数,使得对于任意的专心-专注-专业