题目内容
设数列
的前
项和为
,且方程
有一根为
。
(Ⅰ)求
;(Ⅱ)猜想数列
的通项公式,并给出严格的证明。
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(Ⅰ)求
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183540973254.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183540988379.gif)
解:(Ⅰ)
即![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541020550.gif)
令
解得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541191298.gif)
令
解得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541238304.gif)
(Ⅱ)解法一:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541254706.gif)
化简得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541300500.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231835413321018.gif)
令
解得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541363233.gif)
所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541378586.gif)
令![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541378567.gif)
所以
化简得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541425502.gif)
而![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541441429.gif)
所以
是以-2为首项,-1为公差的等差数列
所以
得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541503457.gif)
解法二:猜想
,下面用数学归纳法证明:
(1) 当
时,
,所以当
时猜想成立
(2) 假设当
时,猜想成立
即![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541956475.gif)
那么当
时,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541987935.gif)
所以当
时猜想成立。
综合(1)、(2)可得对于任意的正整数猜想都成立。
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541004682.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541020550.gif)
令
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541035234.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541176546.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541191298.gif)
令
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541207239.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541222557.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541238304.gif)
(Ⅱ)解法一:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541254706.gif)
化简得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541300500.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231835413321018.gif)
令
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541347342.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541363233.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541378586.gif)
令
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541378567.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541410729.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541425502.gif)
而
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541441429.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541456476.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541472459.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541503457.gif)
解法二:猜想
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541503457.gif)
(1) 当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541035234.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541753561.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541035234.gif)
(2) 假设当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541940590.gif)
即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541956475.gif)
那么当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541971384.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541987935.gif)
所以当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183541971384.gif)
综合(1)、(2)可得对于任意的正整数猜想都成立。
略
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