问题 解答题

是否存在常数a,b使等式1-n+2-(n-1)+3-(n-2)+…+n-1=an(n+b)(n+2)对于任意的n∈N+总成立?若存在,求出来并证明;若不存在,说明理由.

答案

假设存在常数a,b使等式1-n+2-(n-1)+3-(n-2)+…+n-1=an(n+b)(n+2)对于任意的n∈N+总成立,

令n=1与n=2得:

1=a(1+b)×3
1×2+2×1=2a(2+b)×4
解得:
a=
1
6
b=1

即1-n+2-(n-1)+3-(n-2)+…+n-1=

1
6
n(n+1)(n+2).

下面用数学归纳法证明:

(1)当n=1时,左边=1×1=1,右边=

1
6
×1×1×(1+1)×(1+2)=1,因此左边=右边,

∴当n=1时等式成立,

(2)假设当n=k时成立,

即1×k+2×(k-1)+3×(k-2)+…+k×1=

1
6
k(k+1)(k+2),

那么当 n=k+1时,

1×(k+1)+2×[(k+1)-1]+3×[(k+1)-2)]+…+(k+1)×1

=[1×k+2×(k-1)+3×(k-2)+…+k×1]+[1+2+3+…+(k+1)]

=

1
6
k(k+1)(k+2)+
(1+k+1)•(k+1)
2

=

1
6
(k+1)(k+2)(k+3)

=

1
6
(k+1)[(k+1)+1][(k+1)+2]

所以,当 n=k+1时等式也成立.

根据(1)和(2),可知等式对任何n∈N+都成立.

单项选择题 A3型题
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