题目内容

【题目】设数列{an}满足:an+1=an2﹣nan+1,n=1,2,3,…
(1)当a1=2时,求a2 , a3 , a4并由此猜测an的一个通项公式;
(2)当a1≥3时,证明对所有的n≥1,有
①an≥n+2

【答案】
(1)解:由a1=2,得a2=a12﹣a1+1=3

由a2=3,得a3=a22﹣2a2+1=4

由a3=4,得a4=a32﹣3a3+1=5

由此猜想an的一个通项公式:an=n+1(n≥1)


(2)解:(i)用数学归纳法证明:

①当n=1时,a1≥3=1+2,不等式成立.

②假设当n=k时不等式成立,即ak≥k+2,那么ak+1=ak(ak﹣k)+1≥(k+2)(k+2﹣k)+1=2k+5≥k+3.

也就是说,当n=k+1时,ak+1≥(k+1)+2

据①和②,对于所有n≥1,有an≥n+2.

(ii)由an+1=an(an﹣n)+1及(i)可得:

对k≥2,有ak=ak1(ak1﹣k+1)+1≥ak1(k﹣1+2﹣k+1)+1=2ak1+1

ak≥2k1a1+2k1﹣2+1=2k1(a1+1)﹣1

于是 ,k≥2


【解析】本题考查的知识点是归纳推理和数学归纳法.(1)由列{an}满足:an+1=an2﹣nan+1,n=1,2,3,…及a1=2,我们易得到a2 , a3 , a4的值,归纳数列中每一项的值与序号的关系,我们可以归纳推理出an的一个通项公式.(2)①an≥n+2的证明可以使用数学归纳法,先证明n=1时不等式成立,再假设n=k时不等式成立,进而论证n=k+1时,不等式依然成立,最终得到不等式an≥n+2恒成立.②的证明用数学归纳法比较复杂,观察到不等式的结构形式,可采用放缩法进行证明.
【考点精析】关于本题考查的归纳推理和数学归纳法的定义,需要了解根据一类事物的部分对象具有某种性质,退出这类事物的所有对象都具有这种性质的推理,叫做归纳推理;数学归纳法是证明关于正整数n的命题的一种方法才能得出正确答案.

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