第3讲数学归纳法1.运用数学归纳法证明命题要分两步,第一步是_________________,第二步是___________________,两步缺一不可.2.用数学归纳法可以证明许多与自然数有关的数学命题,其中包括____________________________________________________.归纳奠基(或递推基础)归纳递推(或归纳假设)恒等式、不等式、数列通项公式、整除性问题、几何问题等1.在用数学归纳法证明多边形内角和定理时,第一步应验证()CA.n=1时成立C.n=3时成立B.n=2时成立D.n=4时成立解析:多边形至少有三边.A2.用数学归纳法证明:1+12+13…+12n-11)时,在第二步证明从n=k到n=k+1成立时,左边增加的项数是()A.2kB.2k-1C.2k-1D.2k+1解析:项数是(2k+1-1)-(2k-1)=2k.3.凸n边形有f(n)条对角线,则凸n+1边形有对角线数f(n+1)为()CA.f(n)+n+1B.f(n)+nC.f(n)+n-1D.f(n)+n-2解析:在n个顶点的基础上增加一个顶点则增加n-1条对角线.4.如果1×2×3+2×3×4+3×4×5+…+n(n+1)(n+2)=14n(n+1)(n+a)(n+b)对一切正整数n都成立,a、b的值应该等于()A.a=1,b=3C.a=1,b=2B.a=-1,b=1D.a=2,b=3答案:D解析:令n=1,2,得到关于a、b的方程组,解得即可.解析:a1=13且Sn=n(2n-1)an得,a2=115,a3=135,a4=163,由1×3,3×5,5×7,7×9,…可得an=12n-12n+1.14n2-14.在数列{an},a1=13且Sn=n(2n-1)an,通过求a2、a3、a4,猜想an的表达式,其结果是_______.5考点1对数学归纳法的两个步骤的认识例1:已知n是正偶数,用数学归纳法证明时,若已假设n=k(k≥2且为偶数)时命题为真,则还需证明()A.n=k+1时命题成立C.n=2k+2时命题成立B.n=k+2时命题成立D.n=2(k+2)时命题成立解题思路:从数学归纳法的两个步骤切入,k的下一个偶数是k+2.解析:因n是正偶数,故只需证等式对所有偶数都成立,因k的下一个偶数是k+2.故选B.用数学归纳法证明时,要注意观察下列几个方面:(1)n的范围以及递推的起点;(2)观察首末两项的次数(或其他),确定n=k时命题的形式f(k);(3)从f(k+1)和f(k)的差异,寻找由k到k+1递推中,左边要加(乘)上的式子.n+n24【互动探究】B(2)用数学归纳法证明不等式1n+1+1n+2+…+>113的过程中,由k推导到k+1时,不等式左边增加的式子是_______________.12k+12k+21.(1)用数学归纳法证明1+a+a2+…+an=1-an+11-a(a≠1,n∈N*)时,在验证n=1时,左边计算所得的式子是()A.1B.1+aC.1+a+a2D.1+a+a2+a4+k+1k+1-,即2k+2k+12k+12k+2解析:求f(k+1)-f(k)即可.当n=k时,左边=11k+1k+2+…+1k+k.n=k+1时,左边=1k+2+1k+3+…+1.故左边增加的式子是12k+1+111.考点2用数学归纳法证明恒等式命题例2:是否存在常数a、b、c,使等式1·22+2·32+…+n(nn都成立?证明你的+1)2=nn+1(an2+bn+c)对一切正整数12结论.解题思路:从特殊入手,探求a、b、c的值,考虑到有3个未知数,先取n=1,2,3,列方程组求得,然后用数学归纳法对一切n∈N*,等式都成立.解析:把n=1,2,3代入得方程组a+b+c=244a+2b+c=449a+3b+c=70,解得a=3b=11c=10,猜想:等式1·22+2·32+…+n(n+1)2=nn+112(3n2+11n+10)对一切n∈N*都成立.(3k2+11k+10),(3k2+11k+10)+(k+1)(k+2)2(3k+5)(k+2)+(k+1)(k+2)2下面用数学归纳法证明:(1)当n=1时,由上面可知等式成立.(2)假设n=k时等式成立,即1·22+2·32+…+k(k+1)2=kk+112则1·22+2·32+…+k(k+1)2+(k+1)(k+2)2=kk+112=kk+112[k(3k+5)+12(k+2)][3(k+1)2+11(k+1)+10].2n+1=k+1k+212=k+1k+212∴当n=k+1时,等式也成立.综合(1)(2),对nN∈*等式都成立.11×3+13×5+…+2.用数学归纳法证明:nN*∈时,n1=.2n-12n+1【互动探究】=,=,左边=右边,所以等式成立.+…+,+…+k1k2k+3+1证明:(1)当n=1时,左边=111×33右边=12×1+113(2)假设当...