Bài tập Chuyên đề Phương pháp quy nạp toán học có đáp án
Đề thi

Bài tập Chuyên đề Phương pháp quy nạp toán học có đáp án

A
Admin
ToánLớp 1078 lượt thi
15 câu hỏi
1. Tự luận
1 điểm

Xét mệnh đề chứa biến P(n) : "1 + 3 + 5 + ... + (2n – 1) = n2" với n là số nguyên dương.

a) Chứng tỏ rằng P(1) là mệnh đề đúng.

b) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà P(k) là mệnh đề đúng, cho biết 1 + 3 + 5 + ... + (2k – 1) bằng bao nhiêu.

c) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà P(k) là mệnh đề đúng, chứng tỏ rằng P(k+1) cũng là mệnh đề đúng bằng cách chỉ ra k2 + [2(k + 1) – 1] = (k+1)2.

Xem đáp án

a) Ta có P(1): "1 = 12". Mệnh đề này đúng vì 12 = 1.

b) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà P(k) là mệnh đề đúng thì 1 + 3 + 5 + ... + (2k – 1) = k2.

c) Khi P(k) là mệnh đề đúng. Ta có:

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

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

Vậy P(k+1) cũng là mệnh đề đúng.

2. Tự luận
1 điểm

Chứng minh rằng với mọi n ∈ * ta có:

a) 11+2+12+3+…+1n+n+1=n+1−1.

b) 23−123+1⋅33−133+1⋅43−143+1⋯n3−1n3+1=2n2+n+13n(n+1).

Xem đáp án

a)

+) Khi n = 1, ta có:

11+2=2−11+22−1=2−122−12=2−11=2−1=1+1−1.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là:

11+2+12+3+…+1k+1+k+1+1=k+1+1−1. 

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có:

11+2+12+3+…+1k+k+1=k+1−1.

Khi đó:

11+2+12+3+…+1k+1+k+1+1

=11+2+12+3+…+1k+k+1+1k+1+k+1+1

=11+2+12+3+…+1k+k+1+1k+1+k+1+1

=k+1−1+1k+1+k+1+1

=k+1−1+k+1+1−k+1k+1+k+1+1k+1+1−k+1

=k+1−1+k+1+1−k+1k+1+1−k+1

=k+1−1+k+1+1−k+11

=k+1−1+k+1+1−k+1

=k+1+1−1.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n ∈ *.

b)

+) Khi n = 2, ta có:

23−123+1=79=222+2+13 . 2(2+1).

Vậy mệnh đề đúng với n = 2.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là:

23−123+1⋅33−133+1⋅43−143+1⋯k+13−1k+13+1=2k+12+k+1+13k+1k+1+1. 

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có:

23−123+1⋅33−133+1⋅43−143+1⋯k3−1k3+1=2k2+k+13k(k+1).

Khi đó:

23−123+1⋅33−133+1⋅43−143+1⋯k+13−1k+13+1

=23−123+1⋅33−133+1⋅43−143+1⋯k3−1k3+1.k+13−1k+13+1

=23−123+1⋅33−133+1⋅43−143+1⋯k3−1k3+1.k+13−1k+13+1

=2k2+k+13k(k+1).k+13−1k+13+1

=2k2+k+13k(k+1).k+1−1k+12+k+1+1k+1+1k+12−k+1+1

=2k2+k+13k(k+1).kk+12+k+1+1k+1+1k2+2k+1−k+1+1

=2k2+k+13k(k+1).kk+12+k+1+1k+1+1k2+k+1

=23k+1.k+12+k+1+1k+1+1

=2k+12+k+1+13k+1k+1+1.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n ∈ *.

3. Tự luận
1 điểm

Chứng minh với mọi n ∈ *, (1+2)n, (1−2)n lần lượt viết được ở dạng an+bn2, an−bn2, trong đó an, bn là các số nguyên dương.

Xem đáp án

+) Khi n = 1, ta có:

(1+2)1=1+2=1+1 . 2⇒ a1 = 1, b1 = 1.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: (1+2)k+1 viết được dưới dạng ak+1+bk+12, trong đó ak + 1, bk + 1 là các số nguyên dương.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có:

(1+2)k=ak+bk2, vớiak, bk là các số nguyên dương.

Khi đó:

(1+2)k+1=(1+2)k1+2

=ak+bk21+2

=ak . 1+bk2 . 1+ak . 2+bk2.2

=ak+bk2+ak2+2bk

=ak+2bk+ak+bk2.

Vì ak, bk là các số nguyên dương nên ak + 2bk và ak + bk cũng là các số nguyên dương.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n ∈ *.

+) Theo chứng minh trên ta có:

Với mọi  * thì (1+2)n=an−bn2 với an, bn là các số nguyên dương.

Chứng minh tương tự ta được:

Với mọi  * thì (1−2)n=cn−dn2với cn, dn là các số nguyên dương.

Giờ ta chứng minh an = cn và bn = dn với mọi  *.

Ta có: (1+2)n1−2n=1+21−2n=−1n

⇒an+bn2cn−dn2=−1n

⇒ancn−2bndn+bncn−andn2=−1n

⇒ancn−2bndn=−1n  1bncn−andn=0  2.

Từ (2) ta suy ra andn=bncn⇒ancn=bndn=k với k > 0 (vì an, bn, cn, dn là các số nguyên dương)

⇒an=kcn, bn=kdn. Thế vào (1) ta được:

kcncn−2kdndn=−1n⇒kcn2−2dn2=−1n

⇒1  ⋮  k⇒k=1⇒an = cn và bn = dn.

Vậy ta có điều phải chứng minh.

4. Tự luận
1 điểm

Chứng minh 16n15n1 chia hết cho 225 với mọi n∈*.

Xem đáp án

+) Khi n = 1, ta có: 16115n1 = 0 ⁝ 225.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: 16k + 115(k + 1) – 1 chia hết cho 225.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có: 16k15k – 1 chia hết cho 225.

Khi đó:

16k + 115(k + 1) – 1

= 16 . 16k – 15k – 16

= 16 . 16k – (240k – 225k) – 16

= 16 . 16k – 240k + 225k – 16

= 16 . 16k – 240k – 16 + 225k

= 16 (16k15k – 1) + 225k

Vì (16k15k – 1) và 225k đều chia hết cho 225 nên 16 (16k15k – 1) + 225k ⁝ 225, do đó 16k + 115(k + 1) – 1 ⁝ 225.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n ∈ *.

5. Tự luận
1 điểm

Cho Sn = 1 + 2 + 22 +... + 2n và Tn = 2n + 1 – 1, với n  *.

a) So sánh S1 và T1; S2 và T2; S3 và T3.

b) Dự đoán công thức tính Sn và chứng minh bằng phương pháp quy nạp toán học.

Xem đáp án

a) S1 = 1 + 21 = 3, S2 = 1 + 2 + 22 = 7, S3 = 1 + 2 + 22 + 23 = 15.

T1 = 21 + 1 – 1 = 3, T2 = 22 + 1 – 1 = 7, T3 = 23 + 1 – 1 = 15.

Vậy S1 = T1; S2 = T2; S3 = T3.

b) Ta dự đoán Sn = Tn với n  *.

+) Khi n = 1, ta có: S1 = T1.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: Sk + 1 = Tk + 1.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có: Sk = Tk.

Khi đó:

Sk + 1 = 1 + 2 + 22 +... + 2k + 2k + 1

= Sk + 2k + 1

= Tk + 2k + 1

= (2k + 1 – 1) + 2k + 1

= 2 . 2k + 1 – 1

= 2k + 2 – 1

= 2(k + 1) + 1 – 1

=Tk + 1.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n∈*. Vậy Sn = Tn = 2n + 1 – 1với n*.

 

6. Tự luận
1 điểm

Cho Sn=1+12+122+…+12n và Tn=2−12n, với n  *.

a) So sánh S1 và T1; S2 và T2; S3 và T3.

b) Dự đoán công thức tính Sn và chứng minh bằng phương pháp quy nạp toán học.

Xem đáp án

a) S1=1+121=32, S2=1+121+122=74, S2=1+121+122+123=158.

T1=2−121=32, T2=2−122=74, T3=2−123=158.

Vậy S1 = T1; S2 = T2; S3 = T3.

b) Ta dự đoán Sn = Tn với n ∈ *.

+) Khi n = 1, ta có: S1 = T1.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: Sk + 1 = Tk + 1.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có: Sk = Tk.

Khi đó:

Sk+1=1+12+122+…+12k+12k+1

=Sk+12k+1=Tk+12k+1=2−12k+12k+1

=2−12k−12k+1=2−22k+1−12k+1

=2−12k+1=Tk+1.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n∈*. Vậy Sn = Tn = 2−12n với n  *.

7. Tự luận
1 điểm

Cho Sn=11.5+15.9+19.13+…+1(4n−3)(4n+1), với n ∈ *.

a) Tính S1, S2, S3, S4.

b) Dự đoán công thức tính Sn và chứng minh bằng phương pháp quy nạp toán học.

Xem đáp án

a) S1=11.5=15, S2=11.5+15.9=29,S3=11.5+15.9+19.13=313,

S4=11.5+15.9+19.13+113.17=417.

b) Ta dự đoán Sn=n4n+1.

+) Khi n = 1, ta có: S1=15=14 . 1+1.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: Sk+1=k+14k+1+1.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có: Sk=k4k+1.

Khi đó:

Sk+1=11.5+15.9+19.13+…+1(4n−3)(4n+1)+14k+1−34k+1+1

=Sk+14k+1−34k+1+1

=k4k+1+14k+1−34k+1+1

=k4k+1+14k+14k+1+1

=k4k+1+14k+14k+1+1+14k+14k+1+1

=k4k+54k+14k+1+1+14k+14k+1+1

=4k2+5k4k+14k+1+1+14k+14k+1+1

=4k2+5k+14k+14k+1+1

=4k+1k+14k+14k+1+1

=k+14k+1+1.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n ∈ *. Vậy Sn=n4n+1 với n  *.

8. Tự luận
1 điểm

Cho q là số thực khác 1. Chứng minh: 1 + q + q2 +... + qn – 1 = 1−qn1−q, với n ∈ *.

Xem đáp án

+) Khi n = 1, ta có: 1 = 1−q1−q=1−q11−q.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: 1 + q + q2 +... + qk – 1 + q(k + 1) – 1 = 1−qk+11−q. 

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có: 1 + q + q2 +... + qk – 1 = 1−qk1−q. 

Khi đó:

1 + q + q2 +... + qk – 1 + q(k + 1) – 1

= (1 + q + q2 +... + qk – 1)+ q(k + 1) – 1

= 1−qk1−q + q(k + 1) – 1

= 1−qk1−q + qk

=1−qk1−q+qk1−q1−q

=1−qk1−q+qk−qk+11−q

=1−qk+qk−qk+11−q

=1−qk+11−q.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n ∈ *.

9. Tự luận
1 điểm

Chứng minh với mọi n ∈ *, ta có:

a) 4n + 15n – 1 chia hết cho 9;

b) 13n – 1 chia hết cho 6.

Xem đáp án

a)

+) Khi n = 1, ta có: 41 + 15 . 1 – 1 = 18 ⁝ 9.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: 4k + 1 + 15(k+1) – 1⁝ 9.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có: 4k + 15k – 1⁝ 9.

Khi đó:

4k + 1 + 15(k+1) – 1

= 4 . 4k + 15k + 14

= 4. 4k + (60k – 45k) + (–4 + 18)

= (4 . 4k + 60k – 4) – 45k + 18

= 4 . (4k + 15k – 1) – 45k + 18

4k + 15k – 1, 45k và 18 đều chia hết cho 9 nên 4 . (4k + 15k – 1) – 45k + 18 ⁝ 9, do đó 4k + 1 + 15(k+1) – 1 ⁝ 9.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n ∈ *.

b)

+) Khi n = 1, ta có: 131 – 1 = 12⁝ 6.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: 13k + 1 – 1⁝ 6.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có: 13k – 1⁝ 6.

Khi đó: 

13k + 1 – 1

= 13 . 13k – 1

= 13 . 13k – 13 + 12

= 13 . (13k – 1) + 12

13k – 1và 12 đều chia hết cho 6 nên 13 . (13k – 1) + 12 ⁝ 6, do đó 13k + 1 – 1⁝ 6.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi  ∈ *.

10. Tự luận
1 điểm

Chứng minh nn > (n + 1)n – 1 với n ∈ *, n ≥ 2.

Xem đáp án

+) Khi n = 2, ta có: 22 > (2 + 1)2 – 1 4 > 3.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý (k ≥ 2) mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: (k + 1)k + 1 > [(k+1) + 1](k + 1) – 1.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có: kk > (k + 1)k – 1.

Suy ra:kk . (k + 1)k + 1 > (k + 1)k – 1 . (k + 1)k + 1

⇒ kk . (k + 1)k + 1 > (k + 1)2k

⇒ kk . (k + 1)k + 1 > [(k + 1)2]k

⇒ kk . (k + 1)k + 1 > (k2 + 2k + 1)k > (k2 + 2k)k = [k(k + 2)]k = kk . (k + 2)k

⇒ (k + 1)k + 1 > (k + 2)k = (k + 2)(k + 1) – 1

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề P(n) đúng với mọi n ∈ *, n ≥ 2.

11. Tự luận
1 điểm

Chứng minh an – bn = (a – b)(an – 1 + an – 2b +... + abn –2 + bn – 1) với n  *.

Xem đáp án

+) Khi n = 1, ta có: a1 – b1 = a – b.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là:

ak + 1 – bk + 1 = (a – b)[a(k + 1) – 1 + a(k + 1) – 2b +... + ab(k + 1) –2 + b(k + 1) – 1]

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có:

ak – bk = (a – b)(ak – 1 + ak – 2b +... + abk –2 + bk – 1)

Khi đó:

ak + 1 – bk + 1

= a . ak – b . bk

= a . ak – a . bk + a . bk – b . bk

= a . (ak – bk) + bk . (a – b)

= a . (a – b)(ak – 1 + ak – 2b +... + abk –2 + bk – 1) + bk . (a – b)

= (a – b) . a . (ak – 1 + ak – 2b +... + abk –2 + bk – 1) + (a – b) . bk

= (a – b)(a . ak – 1 + a . ak – 2b +... + a . abk – 2 + a . bk – 1) + (a – b) . bk

= (a – b)[a1 + (k – 1) + a1 + (k – 2)b + ... + a2bk – 2 + a . bk – 1) + (a – b) . bk

= (a – b)[a(k + 1) – 1 + a(k + 1) – 2b +... + a2b(k + 1) – 3 + ab(k + 1) –2] + (a – b) . b(k + 1) – 1

= (a – b)[a(k + 1) – 1 + a(k + 1) – 2b +... + ab(k + 1) –2 + b(k + 1) – 1].

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề P(n) đúng với mọi n∈*.

12. Tự luận
1 điểm

Cho tam giác đều màu xanh (Hình thứ nhất).

a) Nêu quy luật chọn tam giác đều màu trắng ở Hình thứ hai.

b) Nêu quy luật chọn các tam giác đều màu trắng ở Hình thứ ba.

c) Nêu quy luật tiếp tục chọn các tam giác đều màu trắng từ Hình thứ tư và các tam giác đều màu trắng ở những hình sau đó.

d) Tinh số tam giác đều màu xanh lần lượt trong các Hình thứ nhất, Hình thú hai, Hình thứ ba.

e) Dự đoán số tam giác đều màu xanh trong Hình thứ n. Chứng minh kết quả đó bằng phương pháp quy nạp toán học.

Xem đáp án

a) Tam giác đều màu trắng ở Hình thứ hai có đỉnh là trung điểm các cạnh của tam giác đều màu xanh ở hình thứ nhất.

b) Giữ nguyên tam giác đều màu trắng ở Hình thứ hai, với mỗi tam giác đều màu xanh ở Hình thứ hai, ta lại chọn các tam giác đều màu trắng như cách ở Hình thứ nhất.

c) Giữ nguyên các tam giác đều màu trắng ở Hình thứ ba, với mỗi tam giác đều màu xanh ở Hình thứ ba, ta lại chọn các tam giác đều màu trắng như cách ở Hình thứ nhất.

Như vậy, ta có quy luật chọn các tam giác đều màu trắng ở hình thứ n:

Giữ nguyên các tam giác đều màu trắng ở Hình thứ n – 1, với mỗi tam giác đều màu xanh ở Hình thứ n – 1, ta lại chọn các tam giác đều màu trắng như cách ở Hình thứ nhất.

d) Số tam giác đều màu xanh ở Hình thứ nhất là: 1.

Số tam giác đều màu xanh ở Hình thứ hai là: 3.

Số tam giác đều màu xanh ở Hình thứ ba là: 9.

e) Dự đoán số tam giác đều màu xanh ở Hình thứ n là: 3n – 1.

Xét mệnh đề P(n): "Số tam giác đều màu xanh ở Hình thứ n là 3n – 1 với n∈*".

Chứng minh:

+) Khi n = 1, ta có: Số tam giác đều màu xanh ở Hình thứ nhất là: 1.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là:

Số tam giác đều màu xanh ở Hình thứ (k + 1) là 3(k + 1) –1.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có:

Số tam giác đều màu xanh ở Hình thứ k là 3k –1.

Vì với cách chọn như trên, mỗi tam giác đều màu xanh sẽ tạo ta 3 tam giác đều màu xanh mới ở hình tiếp theo nên từ 3k – 1 tam giác đều màu xanh ở Hình thứ k sẽ cho ta 3 . 3k – 1 = 3k = 3(k + 1) – 1 tam giác đều màu xanh ở Hình thứ (k + 1).

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề P(n) đúng với mọi n∈*

.

13. Tự luận
1 điểm

Quan sát Hình 6.

Quan sát Hình 6. a) Nêu quy luật sắp xếp các chấm đỏ và vàng xen kẽ  (ảnh 1)

a) Nêu quy luật sắp xếp các chấm đỏ và vàng xen kẽ nhau khi xếp các chấm đó từ góc trên bên trái xuống góc dưới bên phải (tạo thành hinh vuông).

b) Giả sử hình vuông thứ n có mỗi cạnh chứa n chấm. Tinh tổng số chấm được xếp trong hình vuông (kể cả trên cạnh). Chứng minh kết quả đó bằng phương pháp quy nạp toán học.

Xem đáp án

a) Số chấm tăng thêm sau mỗi lượt xếp (kể từ lượt đầu tiên) là các số lẻ liên tiếp bắt đầu từ 1.

b) Vì ở hình vuông thứ n có mỗi cạnh chứa n chấm nên tổng số chấm là n2.

Mặt khác, theo cách sắp xếp trên ta lại có tổng số chấm là: 1 + 3 + 5 + ... + (2n – 1).

Như vậy ta sẽ chứng minh mệnh đề

P(n): "1 + 3 + 5 + ... + (2n – 1) = n2 với mọi n∈*".

+) Khi n = 1, ta có: 1 = 12.

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: 1 + 3 + 5 + ... + (2k – 1) + [2(k+1) – 1] = (k + 1)2.

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có: 1 + 3 + 5 + ... + (2k – 1) = k2.

Khi đó:

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

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

= k2 + [2(k+1) – 1]

= k2 + (2k + 2 –1)

= k2 + 2k + 1

= (k + 1)2.

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề P(n) đúng với mọi n∈*.

14. Tự luận
1 điểm

Giả sử năm đầu tiên, cô Hạnh gửi vào ngân hàng A (đồng) với lãi suất r%/năm. Hết năm đầu tiên, cô Hạnh không rút tiền ra và gửi thêm A (đồng) nữa. Hết năm thứ hai, cô Hạnh cũng không rút tiền ra và lại gửi thêm A (đồng) nữa. Cứ tiếp tục như vậy cho những năm sau. Chứng minh số tiền cả vốn lẫn lãi mà cô Hạnh có được sau n (năm) là Tn=A(100+r)r1+r100n−1 (đồng), nếu trong khoảng thời gian này lãi suất không thay đổi.

Xem đáp án

Xét mệnh đề P(x): "Số tiền cả vốn lẫn lãi mà cô Hạnh có được sau n (năm) là Tn=A(100+r)r1+r100n−1 (đồng) (n∈*)".

+) Khi n = 1:

Số tiền lãi người đó nhận được là: A . r% = A . r100 (đồng).

Số tiền nhận được (bao gồm cả vốn lẫn lãi) là:

A+A . r100=A100+r100==A100+rr . r100

=A(100+r)r1+r100−1

=A(100+r)r1+r1001−1

Vậy mệnh đề đúng với n = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: Số tiền cả vốn lẫn lãi mà cô Hạnh có được sau (k +1) (năm) là Tk+1=A(100+r)r1+r100k+1−1 (đồng)

Vì cô Hạnh không rút tiền ra và lại gửi thêm A (đồng) nữa nên:

– Số tiền vốn của cô Hạnh sau (k + 1) năm là: Tk + A (đồng).

– Số tiền lãi cô Hạnh nhận được sau (k + 1) (năm) là:

(Tk + A) . r% (đồng).

Số tiền cả vốn lẫn lãi mà cô Hạnh có được sau (k + 1) (năm) là:

(Tk + A) + (Tk + A) . r%

= (Tk + A) + (Tk + A) . r100

=  (Tk + A) 1+r100

= A(100+r)r1+r100k−1+A.1+r100

= A(100+r)r1+r100k−11+r100+A1+r100 

= A(100+r)r1+r100k+1−1+r100+A . 100+r100

= A(100+r)r1+r100k+1−1+r100+A . 100+rr . r100

= A(100+r)r1+r100k+1−1+r100+r100

= A(100+r)r1+r100k+1−1

= Tk + 1 (đồng).

Vậy mệnh đề cũng đúng với n = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi n∈*. Từ đó ta có điều phải chứng minh.

 

 

15. Tự luận
1 điểm

Một người gửi số tiền A (đồng) vào ngân hàng. Biểu lãi suất của ngân hàng như sau: Chia mỗi năm thành m kì hạn và lãi suất r%/năm. Biết rằng nếu không rút tiền ra khỏi ngân hàng thi cứ sau mỗi kì hạn, số tiển lãi sẽ được nhập vào vốn ban đầu. Chứng minh số tiền nhận được (bao gồm cả vốn lẫn lãi) sau n (năm) gửi là Sn=A1+r100mm . n (đồng), nếu trong khoảng thời gian này người gửi không rút tiền ra và lãi suất không thay đổi.

Xem đáp án

Xét mệnh đề P(x): "Số tiền nhận được (bao gồm cả vốn lẫn lãi) sau x (kì hạn) gửi là Sn=A1+r100mx  (đồng) (x∈*)".

Vì một năm có m kì hạn nên lãi suất mỗi kì hạn là r%m=r100m.

+) Khi x = 1:

Số tiền lãi người đó nhận được là: A . r100m (đồng).

Số tiền nhận được (bao gồm cả vốn lẫn lãi) là:

A + A . r100m = A1+r100m=A1+r100m1 (đồng)

Vậy mệnh đề đúng với x = 1.

+) Với k là một số nguyên dương tuỳ ý mà mệnh đề đúng, ta phải chứng minh mệnh đề cũng đúng với k + 1, tức là: Số tiền nhận được (bao gồm cả vốn lẫn lãi) sau (k + 1) (kì hạn) gửi là Sn=A1+r100mk+1 (đồng).

Thật vậy, theo giả thiết quy nạp ta có:

Số tiền nhận được (bao gồm cả vốn lẫn lãi) sau k (kì hạn) gửi là Sn=A1+r100mk (đồng).

sau mỗi kì hạn, số tiển lãi sẽ được nhập vào vốn ban đầu nên số tiền lại ở kì hạn thứ (k + 1) là: A1+r100mk .  r100m (đồng).

Suy ra số tiền nhận được (bao gồm cả vốn lẫn lãi) là:

A1+r100mk +A1+r100mk .  r100m

=A1+r100mk 1+r100m=A1+r100mk+1 (đồng).

Vậy mệnh đề cũng đúng với x = k + 1. Do đó theo nguyên lí quy nạp toán học, mệnh đề đã cho đúng với mọi x∈*.

Sau n (năm) thì số kì hạn người đó đã gửi là: m . n (kì hạn).

Do đó, số tiền nhận được (bao gồm cả vốn lẫn lãi) sau n (năm) gửi là:

Sn=A1+r100mm  .  n (đồng).