左边=++...++
=+
=
=
=,
∴当n=k+1时,等式也成立.
由(1)(2)知对任意n∈N+,等式成立.
用数学归纳法证明整除问题 [例2] 求证:an+1+(a+1)2n-1能被a2+a+1整除(n∈N+).
[证明] (1)当n=1时,a2+(a+1)=a2+a+1,可被a2+a+1整除.
(2)假设n=k(k∈N+,k≥1)时,ak+1+(a+1)2k-1能被a2+a+1整除,
则当n=k+1时,
ak+2+(a+1)2k+1
=a·ak+1+(a+1)2(a+1)2k-1
=a·ak+1+a·(a+1)2k-1+(a2+a+1)(a+1)2k-1
=a[ak+1+(a+1)2k-1]+(a2+a+1)(a+1)2k-1,
由假设可知a[ak+1+(a+1)2k-1]能被a2+a+1整除,
所以ak+2+(a+1)2k+1能被a2+a+1整除,
即n=k+1时命题也成立.
由(1)(2)可知命题对所有n∈N+都成立.
利用数学归纳法证明整除时,关键是整理出除数因式与商数因式积的形式.这就往往要涉及到"添项""减项""因式分解"等变形技巧,凑出n=k时的情形,从而利用归纳假设使问题得证.
3.用数学归纳法证明:(3n+1)7n-1(n∈N+)能被9整除.
证明:(1)当n=1时,4×7-1=27能被9整除命题成立.
(2)假设n=k时命题成立,即(3k+1)·7k-1能被9整除,当n=k+1时,
[(3k+3)+1]·7k+1-1=[3k+1+3]·7·7k-1