题目内容

设S₁=1²，S₂=1²+2²+1²，S₃=1²+2²+3²+2²+1²，…，
S_n=1²+2²+3²+…+n²+…+3²+2²+1²，…
用数学归纳法证明：公式 $数学公式$ 对所有的正整数n都成立．

证明：因为S_n=1²+2²+3²+…+n²+…+3²+2²+1²，即要证明
1²+2²+3²+…+n²+…+3²+2²+1²= $\text{[math]}$ ，（A）
（Ⅰ）当n=1，左边=1，右= $\text{[math]}$ ，故（A）式成立
（Ⅱ）假设当n=k时，（A）式成立，即
1²+2²+3²+…+k²+…+3²+2²+1²= $\text{[math]}$
现设n=k+1，在上式两边都加上（k+1）²+k²，得
1²+2²+3²+…+k²+（k+1）²+k²+…+3²+2²+1²= $\text{[math]}$ +（k+1）²+k²，
= $\text{[math]}$
= $\text{[math]}$
= $\text{[math]}$
= $\text{[math]}$ ．
即证得当n=k+1时（A）式也成立根据（Ⅰ）和（Ⅱ），
（A）式对所有的正整数n都成立，即证得 $\text{[math]}$
分析：本题考查的知识点是数学归纳法，由数学归纳法的步骤，我们先判断n=1时 $\text{[math]}$ 对是否成立，然后假设当n=k时，公式 $\text{[math]}$ 成立，只要能证明出当n=k+1时，公式 $\text{[math]}$ 成立即可得到公式 $\text{[math]}$ 对所有的正整数n都成立．
点评：数学归纳法的步骤：①证明n=1时A式成立②然后假设当n=k时，A式成立③证明当n=k+1时，A式也成立④下绪论：A式对所有的正整数n都成立．