2018-2019学年高二数学苏教版选修2-2讲义:第2章 2.3 第二课时 利用数学归纳法证明几何、整除等问题 Word版含解析
2018-2019学年高二数学苏教版选修2-2讲义:第2章 2.3 第二课时 利用数学归纳法证明几何、整除等问题 Word版含解析第2页

  由(1),(2)可知命题得证.

利用数学归纳法证明整除问题   [例2] 用数学归纳法证明f(n)=3×52n+1+23n+1对任意正整数n,都能被17整除.

  [思路点拨] 证明整除性问题的关键是在命题f(k+1)中拼凑出f(k)的表达式,分析其余项能被17整除就可以了.

  [精解详析] (1)当n=1时,

  f(1)=3×53+24=17×23,能被17整除,命题成立.

  (2)假设当n=k(k≥1,k∈N*)时,

  f(k)=3×52k+1+23k+1能被17整除.

  则当n=k+1时,

  f(k+1)=3×52k+3+23k+4

  =52×3×52k+1+23×23k+1

  =25×3×52k+1+8×23k+1

  =17×3×52k+1+8×(3×52k+1+23k+1)

  =17×3×52k+1+8×f(k).

  由归纳假设,f(k)能被17整除,17×3×52k+1也能被17整除,所以f(k+1)能被17整除.

  由(1)和(2)可知,对任意n∈N*,f(n)都能被17整除.

  [一点通] 证明整除性问题的关键是"凑项",即f(k+1)的式子中"凑"出f(k)的形式,常采用拆项、增项、减项和因式分解等手段,凑完项后式子总会含有两部分,一部分是归纳假设,即f(k).另一部分是一定能被题中的数(或式)整除的量.

  

  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,a1+1+(a+1)2×1-1=a2+a+1,命题显然成立.

  (2)假设n=k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+1)2k-1]+(a+1)2(a+1)2k-1-a(a+1)2k-1

  =a[ak+1+(a+1)2k-1]+(a2+a+1)(a+1)2k-1.

  由归纳假设知,上式中的两部分均能被a2+a+1整除,

  故n=k+1时命题成立.

  根据(1)(2)知,对任意n∈N*,命题成立.

  3.用数学归纳法证明:当n为正整数时,f(n)=32n+2-8n-9能被64整除.

  证明:(1)当n=1时,f(1)=34-8-9=64,命题显然成立.

  (2)假设当n=k(k≥1,k∈N*)时,

f(k)=32k+2-8k-9能被64整除.