题目内容

10.记f(n)=(3n+2)(C${\;}_{2}^{2}$+C${\;}_{3}^{2}$+C${\;}_{4}^{2}$+…+C${\;}_{n}^{2}$)(n≥2,n∈N*).
(1)求f(2),f(3),f(4)的值;
(2)当n≥2,n∈N*时,试猜想所有f(n)的最大公约数,并证明.

分析 (1)由组合数的性质可得f(n)=(3n+2)Cn+13,代值计算即可,
(2)由(1)中结论可猜想所有f(n)的最大公约数为4.用数学归纳法证明所有的f(n)都能被4整除即可.

解答 解:(1)因为f(n)=(3n+2)(C22+C32+C42+…+Cn2)=(3n+2)Cn+13
所以f(2)=8,f(3)=44,f(4)=140.
(2)由(1)中结论可猜想所有f(n)的最大公约数为4.
下面用数学归纳法证明所有的f(n)都能被4整除即可.
(ⅰ)当n=2时,f(2)=8能被4整除,结论成立;                  
(ⅱ)假设n=k时,结论成立,即f(k)=(3k+2)Ck+13能被4整除,
则当n=k+1时,f(k+1)=(3k+5)Ck+23=(3k+2)Ck+13+3Ck+23=(3k+2)(Ck+13+Ck+12)+(k+2)Ck+12
=(3k+2)Ck+13+(3k+2)Ck+12+(k+2)Ck+12
=(3k+2)Ck+13+4(k+1)Ck+12
此式也能被4整除,即n=k+1时结论也成立.
综上所述,所有f(n)的最大公约数为4.

点评 本题考查数学归纳法,考查推理证明的能力,假设n=k(k∈N*)时命题成立,去证明则当n=k+1时,用上归纳假设是关键,属于中档题.

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