是否存在正整數(shù)m,使得f(n)=(2n+7)•3n+9對任意自然數(shù)n都能被m整除?若存在,求出最大的m值,并證明你的結(jié)論;若不存在,請說明理由.
【答案】分析:我們將n=1,2,3,4依次代入,計算相應(yīng)的f(n)的值,由此不難得到滿足條件的m值,然后再根據(jù)數(shù)學(xué)歸納法對結(jié)論進行證明.
解答:解:由f(n)=(2n+7)•3n+9,得f(1)=36,
f(2)=3×36,f(3)=10×36,f(4)=34×36,由此猜想m=36.
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明:
(1)當(dāng)n=1時,顯然成立.
(2)假設(shè)n=k時,f(k)能被36整除,
即f(k)=(2k+7)•3k+9能被36整除;
當(dāng)n=k+1時,[2(k+1)+7]•3k+1+9=3[(2k+7)•3k+9]+18(3k-1-1),
由于3k-1-1是2的倍數(shù),故18(3k-1-1)能被36整除.
這就是說,當(dāng)n=k+1時,f(n)也能被36整除.
由(1)(2)可知對一切正整數(shù)n都有f(n)=(2n+7)•3n+9能被36整除,m的最大值為36.
點評:數(shù)學(xué)歸納法常常用來證明一個與自然數(shù)集N相關(guān)的性質(zhì),其步驟為:設(shè)P(n)是關(guān)于自然數(shù)n的命題,若1)(奠基) P(n)在n=1時成立;2)(歸納) 在P(k)(k為任意自然數(shù))成立的假設(shè)下可以推出P(k+1)成立,則P(n)對一切自然數(shù)n都成立.