题目内容

是否存在a、b、c使得等式1•22+2•32+…+n(n+1)2=
n(n+1)12
(an2+bn+c).
分析:首先假设存在a、b、c使题设的等式成立,令n=1,2,3,可求得a、b、c的值,令Sn=1•22+2•32+…+n(n+1)2
用数学归纳法予以证明即可.
解答:解:假设存在a、b、c使题设的等式成立,
这时令n=1,2,3,有
4=
1
6
(a+b+c)
22=
1
2
(4a+2b+c)
70=9a+3b+c
解得:
a=3
b=11
c=10

于是,对n=1,2,3下面等式成立
1•22+2•32+…+n(n+1)2=
n(n+1)
12
(3n2+11n+10)

记Sn=1•22+2•32+…+n(n+1)2
证明:①由前面可知,当n=1时,等式成立,
②设n=k时上式成立,即Sk=
k(k+1)
12
(3k2+11k+10)
那么Sk+1=Sk+(k+1)(k+2)2=
k(k+1)
12
(k+2)(3k+5)+(k+1)(k+2)2
=
(k+1)(k+2)
12
(3k2+5k+12k+24)
=
(k+1)(k+2)
12
[3(k+1)2+11(k+1)+10]
也就是说,等式对n=k+1也成立.
综上所述,当a=3,b=11,c=10时,题设对一切自然数n均成立.
点评:本题考查数学归纳法,首先要求得a、b、c的值,考查方程思想,其次再用数学归纳法证明,证明时的难点在n=k+1,注意项数的变化与理解,属于难题.
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