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文档简介
1、3.2数学归纳法的应用1会利用数学归纳法证明一些简单的不等式及综合问题2了解贝努利不等式及其应用的条件,会用数学归纳法证明贝努利不等式(难点)基础初探教材整理贝努利不等式定理阅读教材P38P39“练习”以上部分,完成下列问题定理对任何实数x1和任何正整数n,有(1x)n1nx.在贝努利不等式中当x0时,n为大于1的自然数,不等式形式将有何变化?【解】当x0时,不等式将变成等式,即(1x)n1nx. 质疑手记预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流:疑问1: 解惑: 疑问2: 解惑: 疑问3: 解惑: 小组合作型贝努利不等式的简单应用设ba0,nN,证明:(ba)1.【精彩点拨】由
2、ba0,令1x(x0),利用贝努利不等式证明【自主解答】由ba0,知1,令1x(x0),则x1,由贝努利不等式(1x)n1nx,(1x)n1nx1n,故(ba)1.利用1x代换,为利用贝努利不等式创造条件.再练一题1试证明1与(nN)【证明】由nN,n12.由贝努利不等式,得(1)11.(2)由(1)得1,故.用数学归纳法证明不等式试证明:2n2n2(nN)【精彩点拨】【自主解答】(1)当n1时,左边2124,右边1,左边右边;当n2时,左边2226,右边224,所以左边右边;当n3时,左边23210,右边329,所以左边右边因此当n1,2,3时,不等式成立(2)假设当nk(k3且kN)时,不
3、等式成立当nk1时,2k1222k22(2k2)22k22k22k1k22k3(k22k1)(k1)(k3)(因k3,则k30,k10)k22k1(k1)2.所以2k12(k1)2.故当nk1时,原不等式也成立根据(1)(2)知,原不等式对于任何nN都成立通过本例可知,在证明nk1时命题成立的过程中,针对目标k22k1,采用缩小的手段,但是由于k的取值范围(k1)太大,不便于缩小,因此,用增加奠基步骤(把验证n1扩大到验证n1,2,3)的方法,使假设中k的取值范围适当缩小到k3,促使放缩成功,达到目标.再练一题2已知Sn1(n1,nN),求证:S2n1(n2,nN). 【导学号:9491003
4、9】【证明】(1)当n2时,S2211,即n2时命题成立(2)假设nk时命题成立,即S2k11.当nk1时,S2k11111.故当nk1时,命题也成立由(1)(2)知,对nN,n2,S2n1都成立.探究性问题设f(n)1,由f(1)1,f(3)1,f(7),f(15)2,.(1)你能得到怎样的结论?并证明;(2)是否存在一个正数T,使对任意的正整数n,恒有f(n).下面用数学归纳法证明:当n1时,f(211)f(1)1,不等式成立假设当nk(k1,kN)时不等式成立,即f(2k1),则f(2k11)f(2k1)f(2k1)f(2k1).当nk1时不等式也成立据知,对任何nN原不等式均成立(2)
5、对任意给定的正数T,设它的整数部分为T,记mT1,则mT.由(1)知,f(22m1)m,f(22m1)T,这说明,对任意给定的正数T,总能找到正整数n(如可取假设中n为2m),使得f(n)T,不存在正数T,使得对任意的正整数n,总有f(n)对一切正整数n都成立,求正整数a的最大值,并证明你的结论【解】当n1时,则,a.(1)n1时,已证(2)假设当nk时,.当nk1时,.,0,也成立由(1),(2)可知,对一切nN,都有,a的最大值为25.构建体系1用数学归纳法证明2nn2(n5,nN)成立时第二步归纳假设的正确写法是()A假设nk时命题成立B假设nk(kN)时命题成立C假设nk(k5)时命题成立D假设nk(k5)时命题成立【解析】由题意知n5,nN,应假设nk(k5)时命题成立【答案】C2利用数学归纳法证明不等式1f(n)(n2,nN)的过程,由nk到nk1时,左边增加了()A1项Bk项C2k1项D2k项【解析】1.共增加2k项【答案】D3用数学归纳法证不等式1成立,起始值至少取()A7B8C9D10【解析】左边等比数列求和Sn2,即1,.n7,n取8,选B.【答案】B4用数学归纳法证明11)时,第一步即证明不等式_成立. 【导学号:94910040】【解析】因为n1,所以第一步n2,即证明12成立【答案】125证明:12(nN)【证明】(1)当n1时,不等式成立(2)
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