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把正整数按上小下大、左小右大的原则排成如图所示的数表: 设aij(i、j∈N*)...

把正整数按上小下大、左小右大的原则排成如图所示的数表:
设aij(i、j∈N*)是位于这个数表中从上往下数第i行、从左往右数第j个数.数表中第i行共有2i-1个正整数.
(1)若aij=2010,求i、j的值;
(2)记An=a11+a22+a33+…+ann(n∈N*),试比较An与n2+n的大小,并说明理由.

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(1)由题目中图中数的排列规律,我们发现图中是把正整数按从小下大、左小右大的原则进行排列,且第i行的第一个数是2i-1,由此不难推断2010的位置. (2)由(1)的结论,我们易对An=a11+a22+a33+…+ann(n∈N*),进行化简,并写出An与n2+n的前若干项,观察后,可根据归纳推理对An与n2+n的大小进行猜想,然后再用数学归纳法进行证明. 【解析】 (1)数表中前n行共有1+2+22++2n-1=2n-1个数, 即第i行的第一个数是2i-1, ∴aij=2i-1+j-1. ∵210<2010<211,aij=2010, ∴i=11. 令210+j-1=2010, 解得j=2010-210+1=987. (2)∵An=a11+a22+a33+…+ann =(1+2+22+…+2n-1)+[0+1+2+…+(n-1)] = ∴. 当n=1时,,则An<n2+n; 当n=2时,,则An<n2+n; 当n=3时,,则An<n2+n; 当n≥4时,猜想:. 下面用数学归纳法证明猜想正确. ①当n=4时,, 即成立; ②假设当n=k(k≥4)时,猜想成立,即, 则, ∵, ∴. 即当n=k+1时,猜想也正确. 由①、②得当n≥4时,成立. 当n≥4时,An>n2+n. 综上所述,当n=1,2,3时,An<n2+n;当n≥4时,An>n2+n.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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