Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Sách giáo khoa đại số và giải tích 11
• Sách Giáo Viên Đại Số Và Giải Tích Lớp 11
• Sách giáo khoa hình học 11
• Sách Giáo Viên Hình Học Lớp 11
• Giải Sách Bài Tập Toán Lớp 11
• Sách Giáo Viên Đại Số Và Giải Tích Lớp 11 Nâng Cao
• Sách giáo khoa đại số và giải tích 11 nâng cao
• Sách giáo khoa hình học 11 nâng cao
• Giải Toán Lớp 11 Nâng Cao
• Sách Giáo Viên Hình Học Lớp 11 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Đại Số Và Giải Tích Lớp 11
• Sách Bài Tập Đại Số Và Giải Tích Lớp 11 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Hình Học Lớp 11 Nâng Cao

Sách giải toán 11 Bài 1: Phương pháp quy nạp toán học giúp bạn giải các bài tập trong sách giáo khoa toán, học tốt toán 11 sẽ giúp bạn rèn luyện khả năng suy luận hợp lý và hợp logic, hình thành khả năng vận dụng kết thức toán học vào đời sống và vào các môn học khác:

Trả lời câu hỏi Toán 11 Đại số Bài 1 trang 80: Xét hai mệnh đề chứa biến P(n): “3ⁿ < n + 100” và Q(n): “2ⁿ > nⁿ với n ∈ N*.

a) Với n = 1, 2, 3, 4, 5 thì P(n), Q(n) đúng hay sai?

b) Với mọi n ∈ N* thì P(n), Q(n) đúng hay sai?

Lời giải:

a) n = 1: P(n) đúng, Q(n) đúng

n = 2,3,4: P(n) đúng, Q(n) sai

n = 5: P(n) sai, Q(n) sai

b) n = 1: P(n) đúng, Q(n) đúng

n = 2,3,4: P(n) đúng, Q(n) sai

n ≥ 5: P(n) sai, Q(n) sai

1 + 2 + 3 + … + n = (n(n+1))/2

Lời giải:

– Khi n = 1, VT = 1;

– Giả sử đẳng thức đúng với n = k ≥ 1, nghĩa là:

Ta phải chứng minh rằng đẳng thức cũng đúng với n = k + 1, tức là:

Thật vậy, từ giả thiết quy nạp ta có:

Vậy đẳng thức đúng với mọi n ∈ N*

a) So sánh 3ⁿ và 8n khi n = 1, 2, 3, 4, 5.

b) Dự đoán kết quả tổng quát và chứng minh bằng phương pháp quy nạp

Lời giải:

a)n = 1 ⇒ 3¹ = 3 < 8 = 8.1

n = 2 ⇒ 3² = 9 < 16 = 8.2

n = 3 ⇒ 3³ = 27 > 24 = 8.3

n = 4 ⇒ 3⁴ = 81 > 32 = 8.4

n = 5 ⇒ 3⁵ = 243 > 40 = 8.5

b) Dự đoán kết quả tổng quát: 3ⁿ > 8n với mọi n ≥ 3

– n = 3, bất đẳng thức đúng

– Giả sử bất đẳng thức đúng với n = k ≥ 3, nghĩa là:

3^k > 8k

Ta phải chứng minh rằng bất đẳng thức cũng đúng với n = k + 1, tức là:

3^{(k + 1)} > 8(k + 1)

Thật vậy, từ giả thiết quy nạp ta có:

3^{(k + 1)} = 3^k.3 > 8k.3 = 24k = 8k + 16k

k ≥ 3 ⇒ 16k ≥ 16.3 = 48 > 8

Suy ra: 3^{(k + 1)} > 8k + 8 = 8(k + 1)

Vậy bất đẳng thức đúng với mọi n ≥ 3

Bài 1 (trang 82 SGK Đại số 11): Chứng minh rằng với n ∈ N*, ta có các đẳng thức:

Lời giải:

a. + Với n = 1, ta có:

VT = 3 – 1 = 2

VP = (3 + 1)/2 = 2.

⇒ VT = VP

⇒ (1) đúng với n = 1

+ Giả sử (1) đúng với n = k ≥ 1 nghĩa là:

2 + 5 + 8 + …+ (3k – 1) = k(3k + 1)/2. (*)

Ta cần chứng minh (1) đúng với n = k + 1, tức là :

2 + 5 + 8 + … + [3.(k + 1) – 1] =

Thật vậy :

Ta có :

2 + 5 + 8 + … 3.(k + 1) – 1

= 2 + 5 + 8 + … + (3k – 1) + [3.(k + 1) – 1]

b) + Với n = 1 :

Vậy (2) đúng với n = 1

+ Giả sử đẳng thức đúng với n = k, tức là:

Cần chứng minh (2) đúng với n = k + 1, tức là:

Thật vậy, ta có :

c. + Với n = 1 :

⇒ (3) đúng với n = 1

+ giả sử đẳng thức (3) đúng với n = k nghĩa là :

Cần chứng minh (3a) đúng khi n = k + 1, tức là:

Thật vậy:

Bài 2 (trang 82 SGK Đại số 11): Chứng minh rằng với n ∈ N*

a. n³ + 3n² + 5n chia hết cho 3.

b. 4ⁿ + 15n – 1 chia hết cho 9

c. n³ + 11n chia hết cho 6.

Lời giải:

a. Cách 1: Quy nạp

Đặt A_n = n³ + 3n² + 5n

+ Ta có: với n = 1

A₁ = 1 + 3 + 5 = 9 chia hết 3

+ giả sử với n = k ≥ 1 ta có:

A_k = (k³ + 3k² + 5k) chia hết 3 (giả thiết quy nạp)

Ta chứng minh A_{k + 1} chia hết 3

Thật vậy, ta có:

A_{k + 1} = (k + 1)³ + 3(k + 1)² + 5(k + 1)

         = k³ + 3k² + 3k + 1 + 3k² + 6k + 3 + 5k + 5

         = (k³ + 3k² + 5k) + 3k² + 9k + 9

Theo giả thiết quy nạp: k³ + 3k² + 5k ⋮ 3

Mà 3k² + 9k + 9 = 3.(k² + 3k + 3) ⋮ 3

⇒ A_{k + 1} ⋮ 3.

Cách 2: Chứng minh trực tiếp.

Có: n³ + 3n² + 5n

      = n.(n² + 3n + 5)

      = n.(n² + 3n + 2 + 3)

      = n.(n² + 3n + 2) + 3n

      = n.(n + 1)(n + 2) + 3n.

Mà: n(n + 1)(n + 2) ⋮ 3 (tích của ba số tự nhiên liên tiếp)

3n ⋮ 3

⇒ n³ + 3n² + 5n = n(n + 1)(n + 2) + 3n ⋮ 3.

Vậy n³ + 3n² + 5n chia hết cho 3 với mọi ∀n ∈ N*

b. 4ⁿ + 15n – 1 chia hết cho 9

Đặt A_n = 4ⁿ + 15n – 1

với n = 1 ⇒ A₁ = 4 + 15 – 1 = 18 chia hết 9

+ giả sử đúng với n = k ≥ 1 nghĩa là:

A_k = (4^k + 15k – 1) chia hết 9 (giả thiết quy nạp)

Ta cần chứng minh: A_{k + 1} chia hết 9

Thật vậy, ta có:

A_{k + 1} = 4^k+1 + 15(k + 1) – 1

         = 4.4^k + 15k + 15 – 1

         = (4^k + 15k – 1) + (3.4^k + 15)

         = A_k + 3(4^k + 5)

Theo giả thiết quy nạp: A_k ⋮ 9.

Lại có : 4^k + 5 = (3 + 1)k + 5 ≡ 1 + 5 ≡ 0 (mod 3)

⇒ 4^k + 5 ⋮ 3.

⇒ 3.(4^k + 5) ⋮ 9

⇒ A_{k + 1} = A_k + 3.(4^k + 5) ⋮ 9.

Vậy 4ⁿ + 15n – 1 chia hết cho 9 ∀n ∈ N*

c. Cách 1: Chứng minh quy nạp.

Đặt U_n = n³ + 11n

+ Với n = 1 ⇒ U₁ = 12 chia hết 6

+ giả sử đúng với n = k ≥ 1 ta có:

U_k = (k³ + 11k) chia hết 6 (giả thiết quy nạp)

Ta cần chứng minh: U_{k + 1} = (k + 1)³ + 11(k + 1) chia hết 6

Thật vậy ta có:

U_k + 1 = (k + 1)³ + 11(k +1)

         = k³ + 3k² + 3k + 1 + 11k + 11

         = (k³ + 11k) + 3k² + 3k + 12

         = U_k + 3(k² + k + 4)

Mà: U_k ⋮ 6 (giả thiết quy nạp)

3.(k² + k + 4) ⋮ 6. (Vì k² + k + 4 = k(k + 1) + 4 ⋮2)

⇒ U_{k + 1} ⋮ 6.

Vậy n³ + 11n chia hết cho 6 ∀n ∈ N*.

Cách 2: Chứng minh trực tiếp.

Có: n³ + 11n

= n³ – n + 12n

= n(n² – 1) + 12n

= n(n – 1)(n + 1) + 12n.

Vì n(n – 1)(n + 1) là tích ba số tự nhiên liên tiếp nên có ít nhất 1 thừa số chia hết cho 2 và 1 thừa số chia hết cho 3

⇒ n(n – 1)(n + 1) ⋮ 6.

Lại có: 12n ⋮ 6

⇒ n³ + 11n = n(n – 1)(n + 1) + 12n ⋮ 6.

Bài 3 (trang 82 SGK Đại số 11): Chứng minh rằng với mọi số tự nhiên n ≥ 2, ta có các bất đẳng thức:

a.3ⁿ > 3n + 1

b.2ⁿ⁺¹ > 2n + 3

Lời giải:

a. Chứng minh: 3ⁿ > 3n + 1 (1)

+ Với n = 2 thì (1) ⇔ 9 > 7 (luôn đúng).

+ giả sử (1) đúng với n = k, tức là 3k > 3k + 1.

Khi đó:

3^{k + 1} = 3.3^k

> 3.(3k + 1) = 9k + 3 = 3k + 3 + 6k = 3.(k + 1) + 6k

> 3(k + 1) + 1.

⇒ (1) đúng với n = k + 1.

Vậy 3ⁿ > 3n + 1 đúng với mọi n ≥ 2.

b. 2^{n + 1} > 2n + 3 (2)

+ Với n = 2 thì (2) ⇔ 8 > 7 (luôn đúng).

+ giả sử (2) khi n = k ≥ 2, nghĩa là 2^k+1 > 2k + 3.

Khi đó:

2^{k + 2} = 2.2^{k + 1}

> 2.(2k + 3) = 4k + 6 = 2k + 2 + 2k + 4.

> 2k + 2 + 3 = 2.(k + 1) + 3

⇒ (2) đúng với n = k + 1.

Vậy 2^{n + 1} > 2n + 3 với mọi n ≥ 2.

Bài 4 (trang 83 SGK Đại số 11):

a.Tính S₁, S₂, S₃

b.Dự đoán công thức tính tổng Sⁿ và chứng minh bằng quy nạp.

Lời giải:

b. Dự đoán:

Ta chứng minh đẳng thức (1) bằng quy nạp

+ Với n = 1 thì (1) đúng.

+ Giả sử (1) đúng với n = k, tức là

Khi đó:

⇒ (1) đúng với n = k + 1, do đó đúng với mọi n ∈ N*

Bài 5 (trang 83 SGK Đại số 11): Chứng minh rằng số đường chéo của một đa giác lồi n cạnh là n(n-3)/2

Lời giải:

Chọn 2 điểm bất kì trong số các đỉnh của một đa giác ta được 1 đoạn thẳng (cạnh hoặc đường chéo)

⇒ Số đoạn thẳng của đa giác bằng:

⇒ số đường chéo của đa giác lồi có n cạnh là: