空间内有n个平面,设这n个平面最多将空间分成an个部分.
(1)求a1,a2,a3,a4;
(2)写出an关于n的表达式并用数学归纳法证明.
网友回答
解:(1)一条直线把平面分成2部分,所以a1=2,
两条直线把平面最多分成4部分,所以a2=4,
三条直线把平面最多分成8部分,所以a3=8,
四条直线最多分成15部分,所以a4=15;
(2)由(1)可知,.证明如下:
当n=1时显然成立,
设n=k(k≥1,k∈N*)时结论成立,即,
则当n=k+1时,再添上第k+1个平面,因为它和前k个平面都相交,所以可得k条互不平行且不共点的交线,且其中任3条直线不共点,这k条交线可以把第k+1个平面划最多分成个部分,每个部分把它所在的原有空间区域划分成两个区域.因此,空间区域的总数增加了个,
∴=,
即当n=k+1时,结论也成立.
综上,对?n∈N*,.
解析分析:(1)直接通过直线分平面所得部分写出a1,a2,a3,a4;(2)利用(1)写出an关于n的表达式,直接利用用数学归纳法证明的步骤证明结论即可.
点评:本题考查数学归纳法在实际问题中的应用,考查数学归纳法的证明步骤的应用,考查逻辑推理能力.