數學歸納法證明例題

2021-05-17 17:42:49 字數 1865 閱讀 7770

1.已知函式的切線方程為y=3x+1

(ⅰ)若函式處有極值,求的表示式;

(ⅱ)在(ⅰ)的條件下,求函式在[-3,1]上的最大值;

(ⅲ)若函式在區間[-2,1]上單調遞增,求實數b的取值範圍

解:(1)由

過的切線方程為: 而過

故∵ ③

由①②③得 a=2,b=-4,c=5

(2)當

又在[-3,1]上最大值13。

(3)y=f(x)在[-2,1]上單調遞增,又由①知2a+b=0。

依題意在[-2,1]上恒有≥0,即

①當;②當;

③當綜上所述,引數b的取值範圍是

一般地,證明乙個與正整數n有關的命題,可按下列步驟進行:

(1)(歸納奠基)證明當n取第乙個值n0時命題成立;

(2)(歸納遞推)假設n=k()時命題成立,證明當n=k+1時命題也成立。

只要完成這兩個步驟,就可以斷定命題對從n0開始的所有正整數n都成立。

上述證明方法叫做數學歸納法。注意

(1)這兩步步驟缺一不可,只完成步驟(1)而缺少步驟(2),就作出判斷可能得出不正確的結論。因為單靠步驟(1),無法遞推上去,即n取n0以後的數時命題是否正確,我們無法判定。同樣,只有步驟(2)而缺少步驟(1),也可能得出不正確的結論。

缺少步驟(1)這個基礎,假設就失去了成立的前提,步驟(2)也就沒有意義了。

(2)用數學歸納法證明命題時,難點和關鍵都在第二步,而在這一步主要在於合理運用歸納假設,結合已知條件和其他數學知識,證明「當n=k+1時命題成立」, 而不是直接代入,否則 n=k+1時也成假設了,命題並沒有得到證明。

(3)用數學歸納法可證明有關的正整數問題,但並不是所有的正整數問題都用數學歸納法證明,學習時要具體問題具體分析。例1.用數學歸納法證明:

.證明:①n=1時,左邊,右邊,左邊=右邊,等式成立.

②假設n=k時,等式成立,即:

.那麼當n=k+1時,有:

這就是說,當n=k+1時,等式亦成立.

由①、②可知,對一切自然數n等式成立.

評述:上面用數學歸納法進行證明的方法是錯誤的,這是一種假證,假就假在沒有利用歸納假設n=k這一步,當n=k+1時,而是用拆項法推出來的,這樣歸納假設起到作用,不符合數學歸納法的要求.

正確方法是:當n=k+1時.

這就說明,當n=k+1時,等式亦成立,

例3.證明不等式(n∈n).

證明:①當n=1時,左邊=1,右邊=2.左邊《右邊,不等式成立

②假設n=k時,不等式成立,即.那麼當n=k+1時,

這就是說,當n=k+1時,不等式成立.

由①、②可知,原不等式對任意自然數n都成立.

說明:這裡要注意,當n=k+1時,要證的目標是

,當代入歸納假設後,就是要證明:

.1.用數學歸納法證明3k≥n3(n≥3,n∈n)第一步應驗證( )

an=1 bn=2 c n=3dn=4

2已知a1=,an+1=,則a2,a3,a4,a5的值分別為________,由此猜想an

3用數學歸納法證明4+3n+2能被13整除,其中n∈n*

4觀察下列式子…則可歸納出

1解析由題意知n≥3,∴應驗證n=3答案c

、、、3證明 (1)當n=1時,42×1+1+31+2=91能被13整除

(2)假設當n=k時,42k+1+3k+2能被13整除,則當n=k+1時,

42(k+1)+1+3k+3=42k+1·42+3k+2·3-42k+1·3+42k+1·3

=42k+1·13+3·(42k+1+3k+2 )

∵42k+1·13能被13整除,42k+1+3k+2能被13整除∴當n=k+1時也成立由①②知,當n∈n*時,42n+1+3n+2能被13整除

4解析(n∈n*)

用數學歸納法證明

用數學歸納法證明1 2 2 2 2 3 2 3 n 2 n 2 n 2 2 n.1 2 2 2 2 3 2 3 n 2 n 2 n 2 2 n.1 當n 1時候,左邊 1 2 右邊 2 3 2 1 2 左邊 右邊,成立。2 設n k時候,有 1 2 2 2 2 3 2 3 k 2 k 2 k 2 2...

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