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用数学归纳法证明:
.
【解析】首先证明当n=1时等式成立,再假设n=k时等式成立,得到等式
,
下面证明当n=k+1时等式左边
,
根据前面的假设化简即可得到结果,最后得到结论.
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已知函数f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若对一切x∈R,f(x) 1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函数f(x)的图像上去定点A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),记直线AB的斜率为k,证明:存在x0∈(x1,x2),使恒成立.
【解析】解:令.
当时单调递减;当时单调递增,故当时,取最小值
于是对一切恒成立,当且仅当. ①
令则
当时,单调递增;当时,单调递减.
故当时,取最大值.因此,当且仅当时,①式成立.
综上所述,的取值集合为.
(Ⅱ)由题意知,令则
令,则.当时,单调递减;当时,单调递增.故当,即
从而,又
所以因为函数在区间上的图像是连续不断的一条曲线,所以存在使即成立.
【点评】本题考查利用导函数研究函数单调性、最值、不等式恒成立问题等,考查运算能力,考查分类讨论思想、函数与方程思想等数学方法.第一问利用导函数法求出取最小值对一切x∈R,f(x) 1恒成立转化为从而得出求a的取值集合;第二问在假设存在的情况下进行推理,然后把问题归结为一个方程是否存在解的问题,通过构造函数,研究这个函数的性质进行分析判断.
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已知,(其中)
⑴求及;
⑵试比较与的大小,并说明理由.
【解析】第一问中取,则; …………1分
对等式两边求导,得
取,则得到结论
第二问中,要比较与的大小,即比较:与的大小,归纳猜想可得结论当时,;
当时,;
当时,;
猜想:当时,运用数学归纳法证明即可。
解:⑴取,则; …………1分
对等式两边求导,得,
取,则。 …………4分
⑵要比较与的大小,即比较:与的大小,
当时,;
当时,;
当时,; …………6分
猜想:当时,,下面用数学归纳法证明:
由上述过程可知,时结论成立,
假设当时结论成立,即,
当时,
而
∴
即时结论也成立,
∴当时,成立。 …………11分
综上得,当时,;
当时,;
当时,
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在数列中, 记
(Ⅰ)求、、、并推测;
(Ⅱ)用数学归纳法证明你的结论.
【解析】第一问利用递推关系可知,、、、,猜想可得
第二问中,①当时,=,又,猜想正确
②假设当时猜想成立,即,
当时,
=
=,即当时猜想也成立
两步骤得到。
(2)①当时,=,又,猜想正确
②假设当时猜想成立,即,
当时,
=
=,即当时猜想也成立
由①②可知,对于任何正整数都有成立
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已知数列的前项和为,且 (N*),其中.
(Ⅰ) 求的通项公式;
(Ⅱ) 设 (N*).
①证明: ;
② 求证:.
【解析】本试题主要考查了数列的通项公式的求解和运用。运用关系式,表示通项公式,然后得到第一问,第二问中利用放缩法得到,②由于,
所以利用放缩法,从此得到结论。
解:(Ⅰ)当时,由得. ……2分
若存在由得,
从而有,与矛盾,所以.
从而由得得. ……6分
(Ⅱ)①证明:
证法一:∵∴
∴
∴.…………10分
证法二:,下同证法一. ……10分
证法三:(利用对偶式)设,,
则.又,也即,所以,也即,又因为,所以.即
………10分
证法四:(数学归纳法)①当时, ,命题成立;
②假设时,命题成立,即,
则当时,
即
即
故当时,命题成立.
综上可知,对一切非零自然数,不等式②成立. ………………10分
②由于,
所以,
从而.
也即
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