2018-2019学年人教A版选修4-5 4.1数学归纳法 教案
2018-2019学年人教A版选修4-5   4.1数学归纳法   教案第3页

  =-k(2k+1)-(4k+3)

  =-(2k2+5k+3)

  =-(k+1)[2(k+1)+1],

  所以n=k+1时等式也成立,

  根据(1)和(2)可知,等式对任何n∈N+都成立.

  题型二、用数学归纳法证明整除问题

  例2用数学归纳法证明:(3n+1)·7n-1能被9整除(n∈N+).

  【精彩点拨】 先验证n=1时命题成立,然后再利用归纳假设证明,关键是找清f(k+1)与f(k)的关系并设法配凑.

  【自主解答】 (1)当n=1时,原式=(3×1+1)×7-1=27,能被9整除,命题成立.

  (2)假设当n=k(k∈N+,k≥1)时,(3k+1)·7k-1能被9整除,则当n=k+1时,

  [ 3(k+1)+1]·7k+1-1

  =[21(k+1)+7]·7k-1

  =[(3k+1)+(18k+27)]·7k-1

  =[(3k+1)·7k-1]+9(2k+3)·7k.

  ∵[(3k+1)·7k-1]和9(2k+3)·7k都能被9整除,

  ∴[ (3k+1)·7k-1]+9(2k+3)·7k能被9整除,

  即[3(k+1)+1]·7k+1-1能被9整除,

  即当n=k+1时命题成立.

  由(1)(2)可知,对任何n∈N+,命题都成立,即(3n+1)·7n-1能被9整除(n∈N+).

  规律总结:

  1.证明本题时关键是用归纳假设式子(3k+1)·7k-1表示n=k+1时的式子.

  2.用数学归纳法证明整除问题关键是利用增项、减项、拆项、并项、因式分解等恒等变形的方法去凑假设、凑结论,从而利用归纳假设使问题获证.一般地,证明一个与n有关的式子f(n)能被一个数a(或一个代数式g(n)) 整除,主要是找到f(k+1)与f(k)的关系,设法找到式子f1(k),f2(k),使得f(k+1)=f(k)·f1(k)+f2(k).

  [再练一题]2.求证:n3+(n+1)3+(n+2)3能被9整除.

  【证明】 (1)当n=1时,13+(1+1)3+(1+2)3=36,36能被9整除,命题成立.

  (2)假设n=k(k≥1,k∈N+)时,命题成立,即k3+(k+1)3+(k+2)3能被9整除,

  当n=k+1时,(k+1)3+(k+2)3+(k+3)3

  =(k+1)3+(k+2)3+k3+3k2·3+3k·32+33

  =[k3+(k+1)3+(k+2)3]+9(k2+3k+3),

  由归纳假设知,上式中两项都能被9整除,故n=k+1时,命题也成立.

由(1)和(2)可知,对n∈N+命题成立.