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典型例题31-数学归纳法解题.doc

发布:2019-01-21约5.61千字共8页下载文档
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PAGE 高考数学典型例题详解 数学归纳法解题 数学归纳法是高考考查的重点内容之一.类比与猜想是应用数学归纳法所体现的比较突出的思想,抽象与概括,从特殊到一般是应用的一种主要思想方法. ●难点磁场 (★★★★)是否存在a、b、c使得等式1·22+2·32+…+n(n+1)2= SKIPIF 1 0 (an2+bn+c). ●案例探究 [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,属★★★★级题目. 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= SKIPIF 1 0 ,c=bq(q>0且q≠1) ∴an+cn= SKIPIF 1 0 +bnqn=bn( SKIPIF 1 0 +qn)>2bn (2)设a、b、c为等差数列,则2b=a+c猜想 SKIPIF 1 0 >( SKIPIF 1 0 )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,∴ SKIPIF 1 0 ②设n=k时成立,即 SKIPIF 1 0 则当n=k+1时, SKIPIF 1 0 (ak+1+ck+1+ak+1+ck+1) > SKIPIF 1 0 (ak+1+ck+1+ak·c+ck·a)= SKIPIF 1 0 (ak+ck)(a+c) >( SKIPIF 1 0 )k·( SKIPIF 1 0 )=( SKIPIF 1 0 )k+1 [例2]在数列{an}中,a1=1,当n≥2时,an,Sn,Sn- SKIPIF 1 0 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=- SKIPIF 1 0 应舍去,这一点往往容易被忽视. 技巧与方法:求通项可证明{ SKIPIF 1 0 }是以{ SKIPIF 1 0 }为首项, SKIPIF 1 0 为公差的等差数列,进而求得通项公式. 解:∵an,Sn,Sn- SKIPIF 1 0 成等比数列,∴Sn2=an·(Sn- SKIPIF 1 0 )(n≥2) (*) (1)由a1=1,S2=a1+a2=1+a2,代入(*)式得:a2=- SKIPIF 1 0 由a1=1,a2=- SKIPIF 1 0 ,S3= SKIPIF 1 0 +a3代入(*)式得:a3=- SKIPIF 1 0 同理可得:a4=- SKIPIF 1 0 ,由此可推出:an= SKIPIF 1 0 (2)①当n=1,2,3,4时,由(*)知猜想成立. ②假设n=k(k≥2)时,ak=- SKIPIF 1 0 成立 故Sk2=- SKIPIF 1 0 ·(Sk- SKIPIF 1 0 ) ∴(2k-3)(2k-1)Sk2+2Sk-1=0 ∴Sk= SKIPIF 1 0 (舍) 由Sk+12=ak+1·(Sk+1- SKIPIF 1 0 ),得(Sk+ak+1)2=ak+1(ak+1+Sk- SKIPIF 1 0 ) SKIPIF 1 0 由①②知,an= SKIPIF 1 0 对一切n∈N成立. (3)由(2)得数列前n项和Sn= SKIPIF 1 0 ,∴S= SKIPIF 1 0 Sn=0. ●锦囊妙记 (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
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