求助一道数学证明题
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显然,当k≧3时,有k>1+√2,∴2k-2√2-2>0,∴(4-2)k-√2(2+√2)>0,
∴(2+√2)(2-√2)k-√2(2+√2)>0,∴(2-√2)k-√2>0,
∴2k-√2(k+1)>0,∴[2k-√2(k+1)]√[2^(k-1)]>0,
∴1+[2k-√2(k+1)]√[2^(k-1)]>0,
∴1+2k√[2^(k-1)]>√2(k+1)]√[2^(k-1)],
∴2+2k√[2^(k-1)]>1+√2(k+1)]√[2^(k-1)],
∴2{1+k√[2^(k-1)]}>1+(k+1)√(2^k)。
------
以下利用数学归纳法证明:2^n≧1+n√[2^(n-1)]。
①当n=1时,2^n=2、1+n√[2^(n-1)]=2,此时2^n=1+n√[2^(n-1)]。
②当n=2时,2^n=4、1+n√[2^(n-1)]=1+2√2,
∵9>8,∴3>2√2,∴4>1+2√2,∴此时2^n>1+n√[2^(n-1)]。
③设n=k(其中k≧3),有:2^n>1+n√[2^(n-1)],
即有:2^k>1+k√[2^(k-1)]。
④当n=k+1时,
2^n=2^(k+1)=2·2^k>2{1+k√[2^(k-1)]},
而1+n√[2^(n-1)]=1+(k+1)√(2^k),
又2{1+k√[2^(k-1)]}>1+(k+1)√(2^k),
∴此时有:2^n>1+n√[2^(n-1)]。
于是,原不等式得证。
∴(2+√2)(2-√2)k-√2(2+√2)>0,∴(2-√2)k-√2>0,
∴2k-√2(k+1)>0,∴[2k-√2(k+1)]√[2^(k-1)]>0,
∴1+[2k-√2(k+1)]√[2^(k-1)]>0,
∴1+2k√[2^(k-1)]>√2(k+1)]√[2^(k-1)],
∴2+2k√[2^(k-1)]>1+√2(k+1)]√[2^(k-1)],
∴2{1+k√[2^(k-1)]}>1+(k+1)√(2^k)。
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以下利用数学归纳法证明:2^n≧1+n√[2^(n-1)]。
①当n=1时,2^n=2、1+n√[2^(n-1)]=2,此时2^n=1+n√[2^(n-1)]。
②当n=2时,2^n=4、1+n√[2^(n-1)]=1+2√2,
∵9>8,∴3>2√2,∴4>1+2√2,∴此时2^n>1+n√[2^(n-1)]。
③设n=k(其中k≧3),有:2^n>1+n√[2^(n-1)],
即有:2^k>1+k√[2^(k-1)]。
④当n=k+1时,
2^n=2^(k+1)=2·2^k>2{1+k√[2^(k-1)]},
而1+n√[2^(n-1)]=1+(k+1)√(2^k),
又2{1+k√[2^(k-1)]}>1+(k+1)√(2^k),
∴此时有:2^n>1+n√[2^(n-1)]。
于是,原不等式得证。
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