BÀI 1 QUY NẠP TOÁN HỌC Câu 1 Với mọi số tự nhiên n , tổng 3 2 n S n 3n 5n 3 chia hết cho A 3 B 4 C 5 D 7 Đáp án Với n = 0 ta có 0 S 3 chia hết cho 3, ta chứng minh 3 2 n S n 3n 5n 3 chia hết cho 3 với[.]
Trang 1BÀI 1 QUY NẠP TOÁN HỌC Câu 1 Với mọi số tự nhiên n , tổng Sn n3 3n2 5n 3 chia hết cho:
Trang 2Đáp án:
Với n =0 ta có: S 1
Với n =1 ta có S =1–2+3=2
Với n =2 ta có S=1–2+3–4+5=3
Dự đoán S= n +1 (*) ta sẽ chứng minh (*) đúng bằng quy nạp
Với n = 0 đương nhiên (*) đúng
Giả sử (*) đúng với n k, tức là Sk 1 2 3 4 2k (2k 1) k 1, ta chứng minh (*) đúng với n k +1
Trang 4 Giả sử (*) đúng với n k tức là 8k+ 1 chia hết cho 7
Ta có: 8k 1+ 1 = 8(8k 1)- 7, kết hợp với giả thiết 8k+ 1 chia hết cho 7 nên suy
ra được k 1
8 + 1 chia hết cho 7
Vậy đẳng thức (*) đúng với mọi *
n N
Khẳng định nào sau đây là đúng?
A Học sinh trên chứng minh đúng
B Học sinh chứng minh sai vì không có giả thiết qui nạp
C Học sinh chứng minh sai vì không dùng giả thiết qui nạp
D Học sinh không kiểm tra bước 1 (bước cơ sở) của phương pháp qui nạp
Đáp án:
Quan sát lời giải trên ta thấy:
Học sinh thực hiện thiếu bước 1: Kiểm tra n 1 thì 1
8 +1=9 không chia hết cho 7 nên mệnh đề đó sai
Trang 5Giả sử mệnh đề đúng với n k, nghĩa là k
7 + 5 chia hết cho 6, ta chứng minh mệnh đề cũng đúng với n k 1, nghĩa là phải chứng minh k 1
7 + 5 chia hết cho 6
Ta có: 7k 1 + 5 =7(7k+5)−30
Theo giả thiết quy nạp ta có k
7 +5chia hết cho 6, và 30 chia hết cho 6 nên
7(7k+5)−30cũng chia hết cho 6
Do đó mệnh đề đúng với n k 1
Vậy n
7 + 5 chi hết cho 6 với mọi n N *
Mọi số chia hết cho 6 đều chia hết cho 2 và chia hết cho 3
Trang 6Nếu ta giả sử mệnh đề đúng với n k thì ta cần chứng minh mệnh đề đúng
Đối với bài toán chứng minh P(n) đúng với mọi n pvới p là số tự nhiên cho trước thì:
- Bước 1: Chứng minh P(n) đúng với n p
- Bước 2: Với k p là một số nguyên dương tùy ý, giả sử P(n) đúng với n k, chứng minh P(n) cũng đúng khi n k 1
Từ đó ta thấy, ở bước đầu tiên ta cần chứng minh mệnh đề đúng với n pchứ không phải n 1
Đáp án cần chọn là: D
Câu 8: Dùng quy nạp chứng minh mệnh đề chứa biến P(n) đúng với mọi số tự nhiên
n p (p là một số tự nhiên) Ở bước 2 ta giả thiết mệnh đề P(n) đúng với n k
Khẳng định nào sau đây là đúng?
A k p
B k p
C k p
D k p
Trang 7Đáp án:
Ở bước 2 ta cần giả sử mệnh đề đúng với n k với k p
Đáp án cần chọn là: B
Câu 9: Khi sử dụng phương pháp quy nạp để chứng minh mệnh đề chứa biến P(n) đúng
với mọi số tự nhiên n p (p là một số tự nhiên), ta tiến hành hai bước:
Bước 1, kiểm tra mệnh đề P(n) đúng với n p
Bước 2, giả thiết mệnh đề P(n) đúng với số tự nhiên bất kỳ n k pvà phải chứng minh rằng nó cũng đúng với n k 1
Trong hai bước trên:
A Chỉ có bước 1 đúng
B Chỉ có bước 2 đúng
C Cả hai bước đều đúng
D Cả hai bước đều sai
Đáp án:
Đối với bài toán chứng minh P(n) đúng với mọi n pvới p là số tự nhiên cho trước thì:
- Bước 1: Chứng minh P(n) đúng với n p
- Bước 2: Với k plà một số nguyên dương tùy ý, giả sử P(n) đúng với n k, chứng minh P(n) cũng đúng khi n k 1
Từ lý thuyết trên ta thấy cả hai bước trên đều đúng
Đáp án cần chọn là: C
Câu 10: Trong phương pháp quy nạp toán học, ở bước 2, nếu ta giả sử mệnh đề đúng với
n k 1 thì ta cần chứng minh mệnh đề đúng với:
A n k
Trang 8B n k 1
C n k 2
D n k 3
Đáp án:
Phương pháp quy nạp toán học:
- Bước 1: Chứng minh P(n) đúng với n 1
- Bước 2: Với k là một số nguyên dương tùy ý, giả sử P(n) đúng với n k, chứng
A Mọi số nguyên dương đều thuộc Q
B Mọi số nguyên dương lớn hơn hoặc bằng k đều thuộc Q
C Mọi số nguyên bé hơn k đều thuộc Q
D Mọi số nguyên đều thuộc Q
Đáp án:
Trang 9Đáp án A: sai vì Q là tập con thực sự của N* nên tồn tại số nguyên dương không thuộc Q Đáp án B: đúng vì theo lý thuyết của phương pháp quy nạp toán học
Đáp án C: sai vì theo giả thiết b) thì phải là số tự nhiên lớn hơn k thuộc Q
Đáp án D: sai vì số nguyên âm không thuộc Q
2 2p 1là sai nên loại ngay phương án D
Xét với p 3 ta thấy 2p 2p 1 là bất đẳng thức đúng Bằng phương pháp quy nạp toán
học chúng ta chứng minh được rằng n
2 2n 1 với mọi n 3 Vậy p 3 là số nguyên dương nhỏ nhất cần tìm
Trang 14Cách 1: (trắc nghiệm) Kiểm tra tính đúng – sai của từng phương án đến khi tìm được phương án đúng thông qua một số giá trị cụ thể của nn
+ Với n 1 thì 2
S 1 1 (loại được các phương án B và D);
+ Với n 2 thì S 12 22 5 (loại được phương án A)
Trang 15Vậy bất đằng thức đúng với mọi số tự nhiên n 2
Suy ra Vế trái của (1) = Vế phải của (1) Vậy (1) đúng với n = 1
Giả sử (1) đúng với n = k Có nghĩa là ta có: 2
Trang 16
Vì uk và 3 k2 3k 3 đều chia hết cho 3, nên uk 1 cũng chia hết cho 3
Vậy với mọi số nguyên dương n thì un chia hết cho 3
Câu 20: Tìm tất cả các số nguyên dương n sao cho 2n 1 n2 3n
Trang 17Ta phải chứng minh bất đẳng thức cũng đúng với n k 1, tức là phải chứng minh 2(k 1) 1 (k 1)2 3(k 1) hay 2k 2 k2 5k 4
Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có k 1 2
Trang 19Cách 1: Rút gọn biểu thức Sn dựa vào việc phân tích phần tử đại diện
Với mọi số nguyên dương k , ta có
Vậy phương án đúng là phương án C
Cách 2 Dùng phương pháp quy nạp chứng minh C đúng
Trang 20Đáp án:
Để chọn được S đúng, chúng ta có thể dựa vào một trong ba cách sau đây:
Cách 1: Kiểm tra tính đúng –sai của từng phương án với những giá trị của n
Với n =1 thì S=1.4 = 4 (loại ngay được phương án B và C)
Cách 1: Kiểm nghiệm từng phương án đúng đối với những giá trị cụ thể của n
Với n 1,S1 1.1! 1 (Loại ngay được các phương án A, C, D)
Đáp án cần chọn là: B
Trang 21Câu 25: Chọn mệnh đề đúng: Với mọi n N *thì:
Trang 22D 2n 2n 1
Đáp án:
Với n 3 ta loại được đáp án A, B và C
Ta chứng minh đáp án D đúng bằng phương pháp quy nạp toán học
Bất đẳng thức n
2 2n 1 đúng với vì n 3 vì 8>7
Giả sử bất đẳng thức đúng đến n k 3, tức là k
2 2k 1, ta chứng minh bất đẳng thức đúng đến n k 1, tức là cần chứng minh k 1
Trang 24Do đó bất đẳng thức đúng đến n k 1
Vậy 1 1 1 2 n
2 n đúng với mọi số nguyên dương n
Đáp án cần chọn là: C