2018_2019学年高中数学第四讲用数学归纳法证明不等式课件教案练习（打包6套）新人教A版选修4_5

二 用数学归纳法证明不等式举例 1．利用数学归纳法证明不等式 在不等关系的证明中，方法多种多样，其中数学归纳法是常用的方法之一．在运用数学归纳法证明不等式时，由n＝k成立，推导n＝k＋1成立时，常常要与其他方法，如比较法、分析法、综合法、放缩法等结合进行． 2．归纳—猜想—证明的思想方法 数学归纳法作为一种重要的证明方法，常常体现在“归纳—猜想—证明”这一基本思想方法中．一方面可用数学归纳法证明已有的与自然数有关的结论；更重要的是，要用不完全归纳法去发现某些结论、规律并用数学归纳法证明其正确性，形成“观察—归纳—猜想—证明”的思想方法． 利用数学归纳法证明不等式 [例1]　证明不等式1＋＋＋…＋＜2(n∈N＋)． [思路点拨]　 ―→―→ [证明]　(1)当n＝1时，左边＝1，右边＝2，不等式成立． (2)假设当n＝k(k∈N＋，k≥1)时不等式成立， 即1＋＋＋…＋＜2， 则当n＝k＋1时，左边＝1＋＋＋…＋＋＜2＋＝， 现在只需证明＜2成立， 即证2＜2k＋1成立， 两边平方并整理，得0＜1，显然成立， 所以＜2成立． 即1＋＋＋…＋＋＜2成立． 所以当n＝k＋1时，不等式成立． 由(1)(2)可知，对于任意正整数n，原不等式都成立． 数学归纳法证明不等式的技巧 (1)证明不等式时，由n＝k到n＝k＋1时的推证过程与证明等式有所不同，由于不等式中的不等关系，需要我们在证明时，对原式进行“放大”或者“缩小”才能使用到n＝k时的假设，所以需要认真分析，适当放缩，才能使问题简单化，这是利用数学归纳法证明不等式时常用的方法之一． (2)数学归纳法的应用通常需要与数学的其他方法联系在一起，如比较法、放缩法、配凑法、分析法和综合法等，才能完成证明过程． 1．设Sn是数列的前n项和，当n≥2时，比较S2n与的大小，并予以证明． 解：由S22＝1＋＋＋＝＞，S23＝1＋＋＋＋＋…＋＞S22＋＋＋＋＞＋＝，猜想：S2n＞(n≥2)． 下面用数学归纳法证明． (1)当n＝2时，上面已证不等式成立． (2)假设当n＝k(k∈N＋，k≥2)时，有S2k＞， 则当n＝k＋1时， S2k＋1＝S2k＋＋＋…＋＞＋ ＝＋＝， 即当n＝k＋1时，不等式也成立． 结合(1)(2)可知，S2n＞(n≥2，n∈N＋)成立． 2．用数学归纳法证明： 1＋＋＋…＋<2－(n≥2，n∈N＋)． 证明：(1)当n＝2时，1＋＝<2－＝，不等式成立． (2)假设当n＝k(k≥2，k∈N＋)时不等式成立， 即1＋＋＋…＋<2－， 当n＝k＋1时，1＋＋＋…＋＋<2－＋<2－＋＝2－＋－＝2－，所以当n＝k＋1时，不等式成立． 由(1)(2)知原不等式在n≥2，n∈N＋时均成立． 3．设Pn＝(1＋x)n，Qn＝1＋nx＋x2，n∈N＋，x∈(－1，＋∞)，试比较Pn与Qn的大小，并加以证明． 解：(1)当n＝1,2时，Pn＝Qn. (2)当n≥3时，(以下再对x进行分类)． ①若x∈(0，＋∞)，显然有Pn>Qn. ②若x＝0，则Pn＝Qn. ③若x∈(－1,0)， 则P3－Q3＝x3<0，所以P3