问题 解答题

将正整数2,3,4,5,6,7,…,n,…作如下分类:(2),(3,4),(5,6,7),(8,9,10,11),…,分别计算各组包含的正整数的和,记为S1,S2,S3,S4,…,记Tn=S1+S3+S5+…+S2n-1

(1)分别求T1,T2,T3的值;

(2)请猜测Tn的结果,并用数学归纳法证明.

答案

(1)第n组有n个从小到大连续的正整数,且第1个数是[1+2+3+…+(n-1)]+2=

n(n-1)
2
+2,

故Sn=n[

n(n-1)
2
+2]+
n(n-1)
2
=
n(n2+3)
2
+2(n∈N*).

S1=2,S3=18,S5=70,T1=S1=2,

T2=S1+S3=2+18=20,

T3=S1+S3+S5=2+18+70=90.…(6分)

(2)由(1)知T1=2=1×2=12×(12+1),

T2=20=4×5=22×(22+1),

T3=90=9×10=32×(32+1)

猜想:Tn=n2(n2+1),(n∈N*).      …(10分)

证明:(ⅰ)当n=1时,已知成立.

(ⅱ)假设n=k(k∈N*)时,猜测成立,即Tk=k2(k2+1).则n=k+1时,

Tk+1=Tk+S2k+1=k2(k2+1)+

(2k+1)[(2k+1)2+3]
2

因为(k+1)2[(k+1)2+1]-k2(k2+1)-

(2k+1)[(2k+1)2+3]
2

=[(k+1)4-k4]+[(k+1)2-k2]-

(2k+1)(4k2+4k+4]
2

=[(k+1)2+k2][(k+1)2-k2]+(2k+1)-(2k+1)(2k2+2k+2)

=(2k+1)(2k2+2k+2)-(2k+1)(2k2+2k+2)

=0,

所以k2(k2+1)+

(2k+1)[(2k+1)2+3]
2
=(k+1)2[(k+1)2+1],即n=k+1时,猜测成立.

根据(ⅰ)(ⅱ),Tn=n2(n2+1)(n∈N*)成立. …(16分)

选择题
单项选择题 A1/A2型题