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解答题是否存在常数a b c使得等式1?22+2?32+…+n(n+1)2=(an2+

时间:2018-12-24 22:31:25

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解答题是否存在常数a b c使得等式1?22+2?32+…+n(n+1)2=(an2+

问题补充:

解答题是否存在常数a,b,c使得等式1?22+2?32+…+n(n+1)2=(an2+bn+c)对于一切正整数n都成立?并证明你的结论.

答案:

证明:假设存在符合题意的常数a,b,c,

在等式1?22+2?32++n(n+1)2

=(an2+bn+c)中,

令n=1,得4=(a+b+c)①

令n=2,得22=(4a+2b+c)②

令n=3,得70=9a+3b+c③

由①②③解得a=3,b=11,c=10,

于是,对于n=1,2,3都有

1?22+2?32++n(n+1)2=(3n2+11n+10)(*)成立.

下面用数学归纳法证明:对于一切正整数n,(*)式都成立.

(1)当n=1时,由上述知,(*)成立.

(2)假设n=k(k≥1)时,(*)成立,

即1?22+2?32++k(k+1)2

=(3k2+11k+10),

那么当n=k+1时,

1?22+2?32++k(k+1)2+(k+1)(k+2)2

=(3k2+11k+10)+(k+1)(k+2)2

=(3k2+5k+12k+24)

=[3(k+1)2+11(k+1)+10],

由此可知,当n=k+1时,(*)式也成立.

综上所述,当a=3,b=11,c=10时题设的等式对于一切正整数n都成立.解析分析:先假设存在符合题意的常数a,b,c,再令n=1,n=2,n=3构造三个方程求出a,b,c,再用用数学归纳法证明成立,证明时先证:(1)当n=1时成立.(2)再假设n=k(k≥1)时,成立,即1?22+2?32++k(k+1)2=(3k2+11k+10),再递推到n=k+1时,成立即可.点评:本题主要考查研究存在性问题和数学归纳法,对存在性问题先假设存在,再证明是否符合条件,数学归纳法的关键是递推环节,要符合假设的模型才能成立.

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