高中数学复习专题讲座——数学归纳法的解题应用
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高中数学复习专题讲座——数学归纳法的解题应用
高考要求
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
重难点归纳
(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,几何中计算问题,数列的通项与和等
典型题例示范讲解
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
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= ,c=bq(q>0且q≠1)
∴an+cn= +bnqn=bn( +qn)>2bn
(2)设a、b、c为等差数列,
则2b=a+c猜想 >( )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,∴
②设n=k时成立,即
则当n=k+1时, (ak+1+ck+1+ak+1+ck+1)
> (ak+1+ck+1+ak•c+ck•a)= (ak+ck)(a+c)
>( )k•( )=( )k+1
也就是说,等式对n=k+1也成立
由①②知,an+cn>2bn对一切自然数n均成立
例2在数列{an}中,a1=1,当n≥2时,an,Sn,Sn- 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=- 应舍去,这一点往往容易被忽视
技巧与方法 求通项可证明{ }是以{ }为首项, 为公差的等差数列,进而求得通项公式
解 ∵an,Sn,Sn- 成等比数列,
∴Sn2=an•(Sn- )(n≥2) (*)
(1)由a1=1,S2=a1+a2=1+a2,代入(*)式得:a2=-
由a1=1,a2=- ,S3= +a3代入(*)式得 a3=-
同理可得 a4=- ,由此可推出 an=
(2)①当n=1,2,3,4时,由(*)知猜想成立
②假设n=k(k≥2)时,ak=- 成立
故Sk2=- •(Sk- )
∴(2k-3)(2k-1)Sk2+2Sk-1=0
∴Sk= (舍)
由Sk+12=ak+1•(Sk+1- ),得(Sk+ak+1)2=ak+1(ak+1+Sk- )
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