数列与数学归纳法

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1、专题39数列与数学归纳法【热点聚焦与扩展】数学归纳法是一种重要的数学方法，其应用主要体现在证明等式、证明不等式、证明整除性问题、归纳猜想证明等．本专题主要举例说明利用数学归纳法证明数列问题.1、数学归纳法适用的范围：关于正整数的命题（例如数列，不等式，整除问题等），则可以考虑使用数学归纳法进行证明2、第一数学归纳法：通过假设成立，再结合其它条件去证成立即可.证明的步骤如下：（1）归纳验证：验证（是满足条件的最小整数）时，命题成立（2）归纳假设：假设成立，证明当时，命题也成立（3）归纳结论：得到结论：时，命题均成立3、第一归

2、纳法要注意的地方：（1）数学归纳法所证命题不一定从开始成立，可从任意一个正整数开始，此时归纳验证从开始（2）归纳假设中，要注意，保证递推的连续性（3）归纳假设中的，命题成立，是证明命题成立的重要条件.在证明的过程中要注意寻找与的联系4、第二数学归纳法：在第一数学归纳法中有一个细节，就是在假设命题成立时，可用的条件只有，而不能默认其它的时依然成立.第二数学归纳法是对第一归纳法的补充，将归纳假设扩充为假设，命题均成立，然后证明命题成立.可使用的条件要比第一归纳法多，证明的步骤如下：（1）归纳验证：验证（是满足条件的最小整数）时

3、，命题成立（2）归纳假设：假设成立，证明当时，命题也成立（3）归纳结论：得到结论：时，命题均成立.5.注意点：对于归纳猜想证明类问题，有三个易错点.一是归纳结论不正确；二是应用数学归纳法，确认n的初始值n0不准确；三是在第二步证明中，忽视应用归纳假设.【经典例题】例1.【2018届重庆市第一中学5月月考】已知为正项数列的前项和，，记数列的前项和为，则的最小值为______.【答案】【解析】分析：由题意首先求得，然后利用题意结合函数的性质确定最小值即可.详解：由题意结合，以下用数学归纳法进行证明：当时，结论是成立的，假设当时

4、，数列的通项公式为：，则，由题意可知：，结合假设有：，解得：，综上可得数列的通项公式是正确的.据此可知：，，利用等差数列前n项和公式可得：，则，结合对勾函数的性质可知，当或时，取得最小值，当时，当时，由于，据此可知的最小值为.点睛：本题的关键在于合理利用归纳推理得到数列的通项公式.归纳推理是由部分到整体、由特殊到一般的推理，由归纳推理所得的结论不一定正确，通常归纳的个体数目越多，越具有代表性，那么推广的一般性命题也会越可靠，它是一种发现一般性规律的重要方法．例2.设Sn为数列{an}的前n项和，满足Sn＝2an－2(n∈N

5、*)（1）求的值，并由此猜想数列{an}的通项公式an；（2）用数学归纳法证明（Ⅰ）中的猜想．【答案】（1）；（2）见解析.当n＝4时，a1＋a2＋a3＋a4＝S4＝2×a4－2，∴a4＝16.由此猜想：(n∈N*)．(2)证明：①当n＝1时，a1＝2，猜想成立．②假设n＝k(k≥1且k∈N*)时，猜想成立，即，那么n＝k＋1时，ak＋1＝Sk＋1－Sk＝2ak＋1－2ak∴ak＋1=2ak，这表明n＝k＋1时，猜想成立，由①②知猜想成立．点睛：数学归纳法被用来证明与自然数有关的命题：递推基础不可少，归纳假设要用到，结论写

6、明莫忘掉.例3．已知数列满足：，.（Ⅰ）试求数列，，的值；（Ⅱ）请猜想的通项公式，并运用数学归纳法证明之.【答案】（Ⅰ），，.（Ⅱ），证明见解析.由此猜想.下面用数学归纳法证明之：当时，，结论成立；假设时，结论成立，即有，则对于时，∴当时，结论成立.综上，可得对，成立点睛：运用数学归纳法证明数学问题的步骤及其需要注意的问题：1、第一步：归纳奠基（即验证时成立）；第二步：归纳递推（即假设时成立，验证时成立）；3、两个条件缺一不可，在验证时成立时一定要用到归纳假设时的结论，最后得到的形式应与前面的完全一致.例4.【2018届浙

7、江省温州市高三9月一模】已知数列中，，（）．　（1）求证：；（2）求证：是等差数列；（3）设，记数列的前项和为，求证：．【答案】(1)证明见解析；（2）证明见解析；（3）证明见解析.【解析】试题分析：（1）利用数学归纳法可证明；（2）化简，由可得是等差数列；（3）由（2）可得，从而可得，先证明，利用放缩法及等比数列求和公式可证结论.（2）由，得，所以，即，即，所以，数列是等差数列．（3）由（2）知，，∴，因此，当时，，即时，，所以时，，显然，只需证明，即可．当时，．例5.已知函数（1）若函数在处切线斜率为，，已知，求证：（

8、2）在（1）的条件下，求证：【答案】见解析下面用数学归纳法证明：当时，成立假设成立，则时时，不等式成立（2）由（1）可知例6．【浙江省绍兴市2018届5月调测】已知数列中.（1）证明：；（2）设数列的前项和为，证明：．【答案】（1）见解析；（2）见解析详解：（1）数学归纳法：①当时，，，显然有.②假设当