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  • 2021-06-07 发布

2019-2020学年高中数学课时作业13数学归纳法北师大版选修4-5

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课时作业(十三)‎ ‎1.若f(n)=1+++…+(n∈N+),则当n=1时,f(n)为(  )‎ A.1            B.1+ C.1++ D.1+++ 答案 C 解析 当n=1时,2n+1=2×1+1=3,故f(1)=1++.故选C.‎ ‎2.用数学归纳法证明+++…+=(n∈N+)时,从“n=k到n=k+‎1”‎时,等式左边需增添的项是(  )‎ A. B. C. D. 答案 D 解析 当n=k(k∈N+)时,等号左边=+++…+,当n=k+1时,等式左边=+++…++,所以当n=k到n=k+1时,等式左边需增添的项为.故选D.‎ ‎3.设数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,Sn=n2an(n∈N+).试归纳猜想出Sn的表达式为(  )‎ A. B. C. D. 答案 A 解析 因为a1=1,所以S1=1;又S2=‎4a2=a1+a2,‎ 所以‎3a2=1,所以a2=,S2=;‎ 又S3=‎9a3=S2+a3,‎8a3=,所以a3=,‎ 所以S3==,由此可猜想Sn=(n∈N+).‎ ‎4.设f(n)=+++…+(n∈N+),在利用数学归纳法证明时,‎ 6‎ 从n=k到n=k+1需添的项为(  )‎ A. B. C.+ D.- 答案 D ‎5.设平面内有k条直线,其中任意两条不平行,任何三条不共点,设k条直线的交点个数为f(k),则f(k+1)与f(k)的关系是(  )‎ A.f(k+1)=f(k)+k+1 B.f(k+1)=f(k)+k-1‎ C.f(k+1)=f(k)+k D.f(k+1)=f(k)+k+2‎ 答案 C 解析 当n=k+1时,任取其中1条直线,记为l,则除l外的其他k条直线的交点的个数f(k),因为已知任何两条直线不平行,所以直线l必与平面内其他k条直线都相交(有k个交点);又因为已知任何三条直线不过同一点,所以上面的k个交点两两不相同,且与平面内其他的f(k)个交点也两两不相同,从而平面内交点的个数是f(k)+k=f(k+1).‎ ‎6.用数学归纳法证明“1+a+a2+…+an+1=(a≠1,n∈N*)”时,在验证当n=1成立时,左边计算所得的结果是(  )‎ A.1 B.1+a C.1+a+a2 D.1+a+a2+a3‎ 答案 C 解析 左边n=1时,幂指数最大值为1+1=2,∴左边结果为1+a+a2.‎ ‎7.用数学归纳法证明n(n+1)(2n+1)能被6整除时,由归纳假设推证n=k+1时命题成立,需将n=k+1时的原式表示成(  )‎ A.k(k+1)(2k+1)+6(k+1) B.6k(k+1)(2k+1)‎ C.k(k+1)(2k+1)+6(k+1)2 D.以上都不对 答案 C ‎8.记凸k边形的内角和为f(k),则凸k+1边形的内角和f(k+1)=f(k)+(  )‎ A. B.π C.π D.2π 答案 B 解析 由凸k边形变为凸k+1边形时,增加了一个三角形图形.故f(k+1)=f(k)+π.故选B.‎ ‎9.用数学归纳法证明命题“当n是正奇数时,xn+yn能被x+y整除”时,‎ 6‎ 第二步正确的证明方法是(  )‎ A.假设n=k(k∈N*)时成立,证明n=k+1时命题成立 B.假设n=k(k是正奇数)时成立,证明n=k+1时命题也成立 C.假设n=2k+1(k∈N*)时成立,证明n=2k+3时命题也成立 D.假设n=2k-1(k∈N*)时成立,证明n=2k+1时命题也成立 答案 D 解析 由完全归纳法知,只有当n的初始值取值成立,且n=k成立,能推出n=k+1时也成立,才可证明结论成立,两者缺一不可.A,B选项都是错误的,因为n是正奇数.C选项当k=1时的起始值为3,所以也不正确,故选D.‎ ‎10.某学生在证明等差数列前n项和公式时,证法如下:‎ ‎(1)当n=1时,S1=a1显然成立.‎ ‎(2)假设当n=k(k≥1,k∈N*)时,公式成立,即 Sk=ka1+.‎ 当n=k+1时,‎ Sk+1=a1+a2+…+ak+ak+1‎ ‎=a1+(a1+d)+(a1+2d)+…+a1+(k-1)d+a1+kd ‎=(k+1)a1+d ‎=(k+1)a1+d.‎ ‎∴当n=k+1时公式成立.‎ ‎∴由(1)(2)可知对n∈N*,公式成立.‎ 以上证明错误的是(  )‎ A.当n取第一个值1时,证明才对 B.归纳假设写法不对 C.从n=k到n=k+1的推理中未用归纳假设 D.从n=k到n=k+1的推理有错误 答案 C 解析 因为没有用上归纳假设,所以是错误的.‎ ‎11.若凸k边形对角线条数为f(k),则凸k+1边形对角线条数f(k+1)=f(k)+________.‎ 答案 k-1‎ 解析 凸k+1边形A‎1A2A3…Ak+1的对角线条数由下列三部分相加而得.‎ ‎①凸k边形A‎1A2A3…Ak的对角线条数f(k).‎ 6‎ ‎②A1Ak由原凸k边形的边变为凸k+1边形的对角线.‎ ‎③顶点Ak+1与另外k-2个顶点A2、A3、…、Ak-1生成k-2条对角线.所以,f(k+1)=f(k)+1+(k-2)=f(k)+k-1.‎ ‎12.用数学归纳法证明:设f(n)=1+++…+,则n+f(1)+f(2)+…+f(n-1)=nf(n)(n∈N*,且n≥2)第一步要证明的式子是________.‎ 答案 2+f(1)=‎2f(2)‎ 解析 n=2时,等式左边=2+f(1),右边=‎2f(2).‎ ‎13.用数学归纳法证明:(n+1)·(n+2)·…·(n+n)=2n·1·3·…·(2n-1),从k到k+1左端需增乘的代数式为________.‎ 答案 2(2k+1)‎ 解析 当n=k时,(k+1)·(k+2)·…·(k+k)=‎ ‎2k·1·3·…·(2k-1),‎ 当n=k+1时,(k+2)·(k+3)·…·2k·(2k+1)·(2k+2)=2k+1·1·3·…·2k·(2k+1).‎ ‎∴左端需增乘=2(2k+1).‎ ‎14.用数学归纳法证明:1-+-+…+-=++…+(n∈N*).‎ 证明 (1)当n=1时,左边=1-=,‎ 右边=,命题成立.‎ ‎(2)假设当n=k(k≥1,且k∈N*)时命题成立,即有 ‎1-+-+…+- ‎=++…+.‎ 当n=k+1时,‎ 左边=1-+-+…+-+- ‎=++…++- ‎=++…++.‎ 从而可知,当n=k+1时,命题亦成立.‎ 由(1)(2)可知,命题对一切正整数n均成立.‎ ‎15.用数学归纳法证明对于整数n≥0,An=11n+2+122n+1能被133整除.‎ 6‎ 证明 (1)当n=0时,A0=112+12=133能被133整除.‎ ‎(2)假设n=k时,Ak=11k+2+122k+1能被133整除.‎ 当n=k+1时,‎ Ak+1=11k+3+122k+3=11·11k+2+122·122k+1‎ ‎=11·11k+2+11·122k+1+(122-11)·122k+1‎ ‎=11·(11k+2+122k+1)+133·122k+1.‎ ‎∴n=k+1时,命题也成立.‎ 根据(1)(2),对于任意整数n≥0,命题都成立.‎ ‎1.对于不等式23-1,‎ 由此猜想:an≥2n-1.‎ 下面用数学归纳法证明这个猜想:‎ ‎①当n=1时,a1≥21-1=1,结论成立;‎ ‎②假设当n=k(n∈N*)时结论成立,‎ 即ak≥2k-1,则当n=k+1时,‎ 由g(x)=(x+1)2-1在区间[-1,+∞)上单调递增知,ak+1≥(ak+1)2-1≥22k-1≥2k+1-1,‎ 即n=k+1时,结论也成立.‎ 由①,②知,对任意n∈N*,都有an≥2n-1.‎ 即1+an≥2n,所以≤.‎ 所以+++…+≤+++…+=1-()n<1.‎ 6‎