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1、精选优质文档-倾情为你奉上例1用数学归纳法证明:请读者分析下面的证法:证明:n=1时,左边,右边,左边=右边,等式成立假设n=k时,等式成立,即:那么当n=k+1时,有: 这就是说,当n=k+1时,等式亦成立由、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,
2、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,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、)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 (nN)证明:当n=1时,左边=1,右边=2左边右边,不等式成立假设n=k时,不等式成立,即那么当n=k+1时,这就是说,当n=k+1时,不等式成立由、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
4、,要证的目标是,当代入归纳假设后,就是要证明: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nN时,an+2=an+1+an求证:数列an的第4m+1项(mN)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当m=1时,a4m+1=a5=a4+a3=(a3+a2)+(a2+a1)=a2+a1+a2+a2+a1=3,能被3整除当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+a4k+3=a4k+3+a4k+2+a4k+2+a4k+1=a
5、4k+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、可知,对一切自然数mN,数列an中的第4m+1项都能被3整除例5n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 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)
6、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:当n=2时,上面已证设n=k时,f (k)=k2,那么当n=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、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)专心-专注-专业