例1.用数学归纳法证明: 1111n. 2n12n12n1133557请读者分析下面的证法: 证明:①n=1时,左边1111,右边,左边=右边,等式成立. 133213②假设n=k时,等式成立,即: 1111k. 2k12k12k1133557那么当n=k+1时,有: 这就是说,当n=k+1时,等式亦成立. 由①、②可知,对一切自然数n等式成立. 评述:上面用数学归纳法进行证明的方法是错误的,这是一种假证,假就假在没有利用归纳假设n=k这一步,当n=k+1时,而是用拆项法推出来的,这样归纳假设起到作用,不符合数学归纳法的要求. 正确方法是:当n=k+1时. 这就说明,当n=k+1时,等式亦成立, 例2.是否存在一个等差数列{an},使得对任何自然数n,等式: a1+2a2+3a3+…+nan=n(n+1)(n+2) 都成立,并证明你的结论. 分析:采用由特殊到一般的思维方法,先令n=1,2,3时找出来{an},然后再证明一般性. 解:将n=1,2,3分别代入等式得方程组. a16, a12a224a2a3a60231解得a1=6,a2=9,a3=12,则d=3. 故存在一个等差数列an=3n+3,当n=1,2,3时,已知等式成立. 下面用数学归纳法证明存在一个等差数列an=3n+3,对大于3的自然数,等式 a1+2a2+3a3+…+nan=n(n+1)(n+2)都成立. 因为起始值已证,可证第二步骤. 假设n=k时,等式成立,即 a1+2a2+3a3+…+kak=k(k+1)(k+2) 那么当n=k+1时, a1+2a2+3a3+…+kak +(k+1)ak+1 = k(k+1)(k+2)+ (k+1)[3(k+1)+3] =(k+1)(k+2k+3k+6) =(k+1)(k+2)(k+3) =(k+1)[(k+1)+1][(k+1)+2] 这就是说,当n=k+1时,也存在一个等差数列an=3n+3使a1+2a2+3a3+…+nan=n(n+1)(n+2)成立. 综合上述,可知存在一个等差数列an=3n+3,对任何自然数n,等式a1+2a2+3a3+…+nan=n(n+1)(n+2)都成立. 2例3.证明不等式112131n2n (n∈N). 证明:①当n=1时,左边=1,右边=2. 左边<右边,不等式成立. ②假设n=k时,不等式成立,即112131k2k. 那么当n=k+1时, 这就是说,当n=k+1时,不等式成立. 由①、②可知,原不等式对任意自然数n都成立. 说明:这里要注意,当n=k+1时,要证的目标是 1121311k1k12k1,当代入归纳假设后,就是要证明: 2kk12k1. 认识了这个目标,于是就可朝这个目标证下去,并进行有关的变形,达到这个目标. 例4.已知数列{an}满足a1=0,a2=1,当n∈N时,an+2=an+1+an. 求证:数列{an}的第4m+1项(m∈N)能被3整除. 分析:本题由an+1=an+1+an求出通项公式是比较困难的,因此可考虑用数学归纳法. ①当m=1时,a4m+1=a5=a4+a3=(a3+a2)+(a2+a1)=a2+a1+a2+a2+a1=3,能被3整除. ②当m=k时,a4k+1能被3整除,那么当n=k+1时, a4(k+1)+1=a4k+5=a4k+4+a4k+3 =a4k+3+a4k+2+a4k+2+a4k+1 =a4k+2+a4k+1+a4k+2+a4k+2+a4k+1 =3a4k+2+2a4k+1 由假设a4k+1能被3整除,又3a4k+2能被3整除,故3a4k+2+2a4k+1能被3整除. 因此,当m=k+1时,a4(k+1)+1也能被3整除. 本文来源:https://www.wddqw.com/doc/358bb4f16c1aff00bed5b9f3f90f76c661374c92.html