3、=5时,有2n>n2,猜测对n≥5有2n>n2.用数学归纳法证明如下:(1)当n=5时,已证.(2)设当n=k(k≥5)时,2k>k2且k2>2k+1.当n=k+1时,2k+1=2·2k>2k2>k2+2k+1=(k+1)2,即n=k+1时成立.由(1)、(2),知猜测正确.变式提升1求证:1+.证明:用数学归纳法.当n=1时,显然不等式成立.根据归纳假设,当n=k时,命题成立,即1+.①要证明n=k+1时,命题也成立,即1+.②要用①来证明②,事实上,对不等式①两边加上(),就凑好了不等式②的左边.接下来,只需证≥.③③式左边共有2k项,
4、且最小,故,这就证明了③式成立.综上,知不等式成立.二、利用数学归纳法证明不等式的技巧(二)【例2】已知n是大于1的自然数,求证:(1+)(1+)(1+)…(1+)>.证明:假设n=k(k≥2)时,原不等式成立,即(1+)(1+)(1+)…(1+)>.则当n=k+1时,左边=(1+)(1+)(1+)…(1+)·()>·(1+)=().现在关键证()>,直接证较繁,下面用分析法证之.欲证()>,即证,只需证2k+1++2>2k+3,即>0.这显然是成立的,故当n=k+1时,原不等式成立.综上,当n为大于1的自然数时,原不等式成立.温馨提示用数
5、学归纳法证明不等式时,从P(k)到P(k+1)的过渡往往用到不等式的传递性,即要证n=k+1时不等式成立〔不妨用A(k+1)≥B(k+1)表示〕,需n=k时,A(k)≥B(k)成立,然后有A(k+1)=A(k)+C(k)≥B(k)+C(k),类题演练2在数列{an}中,
6、an
7、<2,且an+1an-2an+1+2an<0,求证:an>(n∈N).证明:∵
8、an
9、<2,∴-20.由题设an+1(2-an)>2an,则an+1>.1°当n=1时,由
10、an
11、<2,得a1>-2=成立.2°假设当n=k时,有ak>成立.(下证
12、ak+1>成立)设f(x)=,易知f(x)在(-2,2)内是单调递增的,又ak+1>f(ak),由归纳假设,可知ak>,∴ak+1>f(ak)>f()=,即当n=k+1时,ak+1>成立.故对任意n∈N,an>成立.变式提升2设a,b∈R*,n∈N*,求证:≥()n.证明:①n=1时,左边=右边=,原不等式成立.②设n=k时,原不等式成立,即≥()k成立.∵a,b∈R+,∴·≥成立.∴要证明n=k+1时原不等式成立,即证明k+1成立.只需证明:成立.只需证明:ak+1+bk+1≥abk+akb成立.下面证明:ak+1+bk+1≥abk+ak
13、b成立.不妨设a≥b>0,则ak+1+bk+1-abk-akb=(ak-bk)(a-b)≥0.∴ak+1+bk+1≥abk+akb成立.故n=k+1时原不等式成立.由①②,可知对于任何n∈N*,原不等式成立.三、数学归纳法证明不等式的点问题【例3】证明n为一切自然数时,(1+2+…+n)·(1++…+)≥n2.证明:先看下面的证明(1)n=1时,左边=右边=1,命题正确.(2)假设n=k(k∈N且k≥1)命题正确,即(1+2+…+k)·(1++…+)≥k2,则n=k+1时,左边=[1+2+…+k+(k+1)][1++…+]=(1+2+…+k
14、)·(1++…+)++(k+1)·(1++…+)+1≥k2+k+(k+1)(1++…+)+1,∵1++…+≥1+,∴左边≥k2+k+(k+1)(1+)+1=k2+2k+1+≥k2