高中數(shù)學(xué) 第四講 數(shù)學(xué)歸納法證明不等式 1 數(shù)學(xué)歸納法課后練習(xí) 新人教A版選修4-5

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2016-2017學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第四講 數(shù)學(xué)歸納法證明不等式 1 數(shù)學(xué)歸納法課后練習(xí) 新人教A版選修4-5 一、選擇題 1．下列命題中能用數(shù)學(xué)歸納法證明的是(　　) A．三角形的內(nèi)角和為180 B．(1－n)(1＋n＋n2＋…＋n100)＝1－n101(n∈R) C.＋＋＝(n＞0) D．cosα＋cos3α＋…＋cos(2n－1)α＝(sinα≠0，n∈N＋) 解析：　因?yàn)閿?shù)學(xué)歸納法是證明關(guān)于正整數(shù)n的命題的一種方法，只有D符合要求． 答案：　D 2．某個(gè)命題：(1)當(dāng)n＝1時(shí)，命題成立 (2)假設(shè)n＝k(k≥1，k∈N＋)時(shí)成立，可以推出n＝k＋2時(shí)也成立，則命題對(duì)________成立(　　) A．正整數(shù)　　　　　　　 B．正奇數(shù) C．正偶數(shù) D．都不是 解析：　由題意知，k＝1時(shí)，k＋2＝3；k＝3時(shí)，k＋2＝5，依此類推知，命題對(duì)所有正奇數(shù)成立． 答案：　B 3．用數(shù)學(xué)歸納法證明“當(dāng)n為正奇數(shù)時(shí)，xn＋yn能被x＋y整除”的第二步是(　　) A．假使n＝2k＋1時(shí)正確，再推n＝2k＋3正確 B．假使n＝2k－1時(shí)正確，再推n＝2k＋1正確 C．假使n＝k時(shí)正確，再推n＝k＋1正確 D．假使n≤k(k≥1)時(shí)正確，再推n＝k＋2時(shí)正確(以上k∈N*) 解析：　因?yàn)槭瞧鏀?shù)，所以排除C、D，又當(dāng)k∈N*時(shí)，A中2k＋1取不到1，所以選B. 答案：　B 4．空間中有n個(gè)平面，它們中任何兩個(gè)不平行，任何三個(gè)不共線，設(shè)k個(gè)這樣的平面把空間分成f(k)個(gè)區(qū)域，則k＋1個(gè)平面把空間分成的區(qū)域數(shù)f(k＋1)＝f(k)＋________.(　　) A．k＋1 B．k C．k－1 D．2k 解析：　空間中有個(gè)平面，它們中任何兩個(gè)不平行，任何三個(gè)不共線，則當(dāng)n＝k＋1時(shí)，即增加一個(gè)平面，所以與k個(gè)平面都相交有k條交線，一條交線把平面分成兩部分，所以k條交線把平面分成2k部分；一部分平面又把空間分為兩部分，故新增加的空間區(qū)域?yàn)?k部分． 答案：　D 二、填空題 5．用數(shù)學(xué)歸納法證明＋cosα＋cos3α＋…＋cos(2n－1)α＝sinαcosα(α≠nπ，n∈N)，在驗(yàn)證n＝1等式成立時(shí)，左邊計(jì)算所得的項(xiàng)是________． 解析：　由等式的特點(diǎn)知，當(dāng)n＝1時(shí)，左邊從第一項(xiàng)起，一直加到cos(2n－1)α. 答案：?。玞osα 6．用數(shù)學(xué)歸納法證明n＋(n＋1)＋(n＋2)＋…＋(3n－2)＝(2n－1)2，從n＝k到n＝k＋1一步時(shí)，等式左邊應(yīng)增添的式子是________． 解析：　等式左邊從k到k＋1需增加的代數(shù)式可以先寫出n＝k時(shí)兩邊，再將式子中的n用k＋1來代入，得出n＝k＋1時(shí)的等式，然后比較兩式，得出需增添的式子是(3k－1)＋3k＋(3k＋1)－k. 答案：　(3k－1)＋3k＋(3k＋1)－k 三、解答題 7．求證：(n＋1)(n＋2)…(n＋n)＝2n135…(2n－1)(n∈N＋)． 證明：　(1)當(dāng)n＝1時(shí)，等式左邊＝2，等式右邊＝21＝2， ∴等式成立． (2)假設(shè)n＝k　(k∈N＋)時(shí)等式成立， 即(k＋1)(k＋2)…(k＋k)＝2k135…(2k－1)成立． 那么n＝k＋1時(shí)， (k＋2)(k＋3)…(k＋k)(2k＋1)(2k＋2) ＝2(k＋1)(k＋2)(k＋3)…(k＋k)(2k＋1) ＝2k＋1135…(2k－1)[2(k＋1)－1]． 即n＝k＋1時(shí)等式成立． 由(1)(2)可知對(duì)任何n∈N＋等式均成立． 8．用數(shù)學(xué)歸納法證明：34n＋2＋52n＋1能被14整除(n∈N*)． 證明：　(1)當(dāng)n＝1時(shí)，341＋2＋521＋1＝36＋53＝854＝6114，能被14整除． (2)假設(shè)當(dāng)n＝k時(shí)，命題成立，即34k＋2＋52k＋1能被14整除， 則當(dāng)n＝k＋1時(shí)， 34(k＋1)＋2＋52(k＋1)＋1＝34k＋6＋52k＋3 ＝3434k＋2＋3452k＋1－3452k＋1＋5252k＋1 ＝34(34k＋2＋52k＋1)－52k＋1(34－52) ＝34(34k＋2＋52k＋1)－5652k＋1， 由此可知，34(k＋1)＋2＋52(k＋1)＋1也能被14整除． 這就是說，當(dāng)n＝k＋1時(shí)，命題也成立． 由(1)(2)可知，對(duì)任何n∈N*,34n＋2＋52n＋1能被14整除． 9．有n個(gè)圓，其中每?jī)蓚€(gè)圓都相交于兩點(diǎn)，并且每三個(gè)圓都不相交于同一點(diǎn)，求證：這n個(gè)圓把平面分成f(n)＝n2－n＋2個(gè)部分． 證明：　(1)當(dāng)n＝1時(shí)，即一個(gè)圓把平面分成二個(gè)部分f(1)＝2，又n＝1時(shí)，n2－n＋2＝2，∴命題成立． (2)假設(shè)n＝k(k≥1)時(shí)，命題成立，即k個(gè)圓把平面分成f(k)＝k2－k＋2個(gè)部分，那么設(shè)第k＋1個(gè)圓為⊙O，由題意，它與k個(gè)圓中每個(gè)圓交于兩點(diǎn)，又無三圓交于同一點(diǎn)，于是它與其他k個(gè)圓相交于2k個(gè)點(diǎn)．把⊙O分成2k條弧而每條弧把原區(qū)域分成2塊，因此這平面的總區(qū)域增加2k塊，即f(k＋1)＝k2－k＋2＋2k＝(k＋1)2－(k＋1)＋2，即n＝k＋1時(shí)命題成立． 由(1)(2)可知對(duì)任何n∈N＋命題均成立．