数学归纳法证明不等式
数学归纳法证明不等式
例4、已知x> 1，且x0，nN，n2． 求证：(1+x)n>1+nx.
证明： （1）当n=2时，左＝(1＋x)2=1+2x+x2
∵ x0，∴ 1+2x+x2>1+2x=右
∴n=1时不等式成立 （2）假设n=k时，不等式成立，即 (1+x)k>1+kx 当n=k+1时，因为x> 1 ，所以1+x>0，于是 左边=(1+x)k+1=(1+x)k(1+x)>(1+x)(1+kx)=1+(k+1)x+kx2； 右边=1+(k+1)x． 因为kx2＞0，所以左边＞右边，即(1+x)k+1>1+(k+1)x． 这就是说，原不等式当n=k+1时也成立． 根据(1)和(2)，原不等式对任何不小于2的自然数n都成立.
1 1 1 1 2° 假设 n＝k 时命题成立，即 1＋ 2＋ 2＋„＋ 2<2－ 2 3 k k 1 1 1 1 当 n＝k＋1 时，1＋22＋32＋„＋k2＋ 2< (k＋1) 1 1 1 1 1 1 1 2－ ＋ <2－ ＋ ＝2－ ＋ － k (k＋1)2 k k(k＋1) k k k＋1 1 ＝2－ 命题成立． k＋1 由 1° 、2° 知原不等式在 n≥2 时均成立．
2.数学归纳法适用范围,主要用于研究与正整数有关 的数学问题。 3. 数学归纳法的关键与难点： 在 “归纳递推 ” 中 , “证明当 n =k+1 时 命题也成立 ”, 必须利用归纳假设 ：“当 n= k (k ≥n 0, k ∈ N *时命题成立 ” 否则便不是 , 数学归纳法。
4.2用数学归纳法证明不等式举例--教案(优秀经典公开课比赛教案)
课题：4.2用数学归纳法证明不等式举例一、教材分析： 数学归纳法是一种重要的数学证明方法，在高中数学内容中占有重要的地位，其中体现的数学思想方法对学生进一步学习数学、领悟数学思想至关重要。
数学归纳法的证明过程中展现的推理与逻辑能让学生体会数学的严谨与规范，学习数学归纳法后学生对数列和不等式证明等问题会有新的解决思路和方法。
二、教学目标：1、知识与技能：（1）使学生初步了解数学归纳法，理解数学归纳法的基本原理。
（2）掌握数学归纳法证明题目的步骤和适用范围，能够使用数学归纳法证明与正整数有关的命题。
2、过程与方法：（1）通过类比多米诺骨牌游戏，使学生进一步理解数学归纳法，并培养在观察，归纳，猜想中逐步解决问题的能力。
（2）让学生经历发现问题，提出问题，分析问题，解决问题的过程，形成能力并应用于今后的学习中。
3、情感、态度与价值观：（1）通过对数学归纳法的探究培养学生严谨的，实事求是的科学态度和积极思考，大胆质疑的学习氛围。
（2）通过有限到无限的这种跨越，体会数学证明的美感与用途。
三、教学重点：了解数学归纳法的原理及其使用范围和基本步骤四、教学难点：（1）认识数学归纳法的证明思路。
（2）运用数学归纳法时，在“假设与递推”的步骤中发现具体问题中的递推关系。
五、教学准备1、课时安排：2课时2、学情分析：学生在学习本节之前已经学习过归纳推理，以及一些简单的数学证明方法，并且已经开始使用与正整数有关的结论（例1的公式），但学生只是停留在认知阶段；另外高二学生经过了一年半的高中学习之后，已初步具有了发现和探究问题的能力，这为本节学习数学归纳法奠定了一定基础。
3、教具选择：多媒体六、教学方法：讲练结合 合作探究法七、教学过程1、自主导学：一.复习回顾引入：<师>（1）请同学们回顾学习过的证明方法有哪些？<生> 请一名学生回答该问题。
<师>（2）思考：通过计算下面式子，你能猜想出1357(1)(21)n n -+-++⋅⋅⋅+-⋅-的结果吗？证明你的结论。
不等式的证明方法
不等式的证明方法不等式是数学中一类重要的数学不等关系，它在各个领域中都有广泛的应用。
证明不等式的方法有很多，下面介绍几种常见的方法。
1.数学归纳法数学归纳法是一种常用的证明不等式的方法。
当不等式对于一些特定的n成立时，我们可以证明当n+1时，不等式也成立。
具体步骤如下：（1）首先验证当n=1时不等式成立；（2）假设当n=k时不等式成立，即不等式表达式为Pk(k)，其中Pk(k)表示当n=k时不等式的表达式；（3）利用假设的条件，证明当n=k+1时不等式也成立，即证明Pk(k+1)；（4）由(1)(2)步骤可知，不等式对于n=1成立，又由(3)步骤可知，当n=k+1时不等式也成立，综上可得，不等式对于所有的n成立。
2.数学推理数学推理是一种常用的证明不等式的方法，它主要是通过运用已知的数学定理、性质和等式进行逻辑推理，从而得出结论。
例如，可以利用已知的三角函数性质、代数运算等进行推理，通过一系列推导和等价变形得出需要证明的不等式。
3.代入法代入法是一种常用的证明不等式的方法，它主要是利用数值替换变量，通过对不等式成立条件的特殊取值进行代入，从而证明不等式成立。
例如，对于一个两个变量的不等式，可以分别取其中一个变量为0或1，然后对不等式进行推导和比较，得出结论。
4.反证法反证法是一种常用的证明不等式的方法，它通过假设所要证明的不等式不成立，然后从假设出发推导出与已知矛盾的结论，从而证明原不等式成立。
具体步骤如下：（1）假设不等式不成立，即存在一些条件使得不等式不成立，这个条件可以是一个数、一个式子等；（2）利用假设条件进行推导，推导出与已知矛盾的结论；（3）由于假设条件导致与已知矛盾，所以假设不成立，即原不等式成立。
5.AM-GM不等式（算术平均数-几何平均数不等式）AM-GM不等式是一种常用的证明不等式的方法。
它断言，若a1，a2，...，an是n个非负实数，则有(a1+a2+...+an)/n ≥√(a1*a2*...*an)，等号成立的条件是a1=a2=...=an。
不等式的证明与数学归纳法结合
不等式的证明与数学归纳法结合不等式在数学中起着重要的作用，它们用于比较和描述数值之间的关系。
在解决不等式问题时，数学归纳法是一种常见的证明方法。
本文将介绍不等式的证明以及如何结合数学归纳法来解决相关问题。
一、不等式的证明方法不等式的证明可以通过直接证明法、反证法、数学归纳法等多种方法来实现。
在这里，我们重点介绍数学归纳法与不等式的结合运用。
数学归纳法是一种常用的证明方法，适用于证明对于所有自然数n 都成立的命题。
它分为三个步骤：基础步骤、归纳假设和归纳步骤。
基础步骤：证明当n=1时，命题成立。
归纳假设：假设当n=k时，命题成立，即命题对于某个自然数k成立。
归纳步骤：证明当n=k+1时，命题也成立。
二、不等式证明的案例为了更好地理解不等式的证明与数学归纳法的结合运用，我们来看一个具体的案例。
假设我们要证明对于所有自然数n都有1+3+5+...+(2n-1)=n^2。
基础步骤：当n=1时，命题左边为1，右边为1^2=1，显然相等，基础步骤成立。
归纳假设：假设当n=k时，命题成立，即1+3+5+...+(2k-1)=k^2成立。
归纳步骤：我们需要证明当n=k+1时，命题也成立。
即1+3+5+...+(2(k+1)-1)=(k+1)^2也成立。
在归纳步骤中，我们需要将左边的项展开并进行简化：1+3+5+...+(2k-1)+(2(k+1)-1)=k^2+(2(k+1)-1)=(k^2+2k+1)=(k+1)^2可以看出，当n=k+1时，命题也成立。
因此，根据数学归纳法，对于所有自然数n，1+3+5+...+(2n-1)=n^2成立。
三、结合数学归纳法证明不等式数学归纳法可以用于证明不等式的正确性。
我们将通过一个例子来说明这一点。
假设我们要证明对于所有自然数n都有2^n>n^2。
基础步骤：当n=1时，命题左边为2^1=2，右边为1^2=1，显然左边大于右边，基础步骤成立。
归纳假设：假设当n=k时，命题成立，即2^k>k^2成立。
归纳法证明不等式用归纳法证明不等式
归纳假设
提出归纳假设
根据已知条件和不等式的性质，提出一个归纳假设，即假设在某个条件下不等 式成立。
验证归纳假设
验证在初始条件下，归纳假设成立。
归纳步骤
归纳递推
根据归纳假设，推导出在更广泛的情况下不等式也成立。
完成证明
通过递推和归纳，最终完成对不等式的证明。
CHAPTER 03
归纳法证明不等式的例子
归纳法证明
利用数学归纳法证明平方和公式，首先需要证明基础步骤，即当$n=1$时，公式成立。然后通过假设 当$n=k$时公式成立，推导出当$n=k+1$时公式也成立。最后，根据数学归纳法，可以得出平方和公 式对于所有正整数$n$都成立。
CHAPTER 04
归纳法证明不等式的注意事 项
初始基础要正确
确定初始基础
在开始归纳法之前，确保选择正确的初 始基础，这可以是已知的不等式或数学 定理。
VS
检查基础条件
确保所选择的初始基础是正确的，并且满 足所给定的条件。
归纳假设要合理
要点一
选择归纳假设
选择一个合理的归纳假设，以便在归纳步骤中使用。
Hale Waihona Puke 要点二验证归纳假设
确保所选择的归纳假设是正确的，并且满足所给定的 条件。
归纳法证明
利用数学归纳法证明等比数列求和公式，首先需要证明基础步骤，即当$n=1$时，公式成立。然后通过假设当 $n=k$时公式成立，推导出当$n=k+1$时公式也成立。最后，根据数学归纳法，可以得出公式对于所有正整数 $n$都成立。
利用数学归纳法证明平方和公式
平方和公式
平方和公式是指一个数列中所有数的平方和的极限存在时，该极限等于数列的各项的平方和。
如何通过数学归纳法证明不等式
如何通过数学归纳法证明不等式数学归纳法是一种证明数学命题的常用方法，其基本思想是利用已知的某些命题推出新的命题。
在数学证明中，常常使用归纳法来证明一些不等式，这种方法既简单又直观，下面我们来探讨如何通过数学归纳法证明不等式。
一、归纳法的基本思想首先，我们来了解一下归纳法的基本思想。
设P(n)是一个依赖于自然数n的命题，则通过归纳法证明P(n)对于所有自然数n成立的一般方法为：1.证明当n=1时P(1)成立；2.假设当n=k时P(k)成立，即前提条件为P(k)成立；3.证明当n=k+1时P(k+1)成立，即由前提条件P(k)可以导出P(k+1)。
这就是数学归纳法的基本思想。
二、通过数学归纳法证明不等式接下来我们探讨如何通过数学归纳法证明不等式。
对于一些不等式，我们可以通过归纳法来证明它们的成立性。
1. 首先，我们需要确定适用于归纳法的不等式类型。
一般来说，递推式、等差数列、等比数列等都是适用于归纳法的不等式类型。
2. 其次，我们需要证明当n=1时不等式成立。
通常情况下，我们可以通过代数化简或数值计算的方法证明不等式在n=1时成立。
3. 第三步是归纳假设。
假设当n=k时不等式成立，即前提条件为不等式在n=k时成立。
4. 第四步是证明当n=k+1时不等式成立。
通过推导得出不等式在n=k+1时成立。
5. 最后需要证明这个不等式在所有自然数下成立。
通常情况下，我们可以通过归纳证明法的反证法来证明，如果该不等式在某个自然数下不成立，那么其前面的所有自然数也不成立，即矛盾。
因此，该不等式在所有自然数下成立。
比如，对于一个递推式an=a(n-1)+n，我们可以通过数学归纳法证明其大于等于n(n+1)/2。
具体证明如下：当n=1时，an=1，n(n+1)/2=1，因此不等式在n=1时成立。
假设当n=k时，an大于等于k(k+1)/2成立。
当n=k+1时，an=a(k+1-1)+(k+1)=ak+k+1。
根据归纳假设，ak 大于等于k(k+1)/2，于是k+ak大于等于k(k+1)/2+k+1=(k+1)(k+2)/2，因此，an大于等于(k+1)(k+2)/2。
用数学归纳法证明不等式举例
用数学归纳法证明不等式举例使用数学归纳法证明不等式是一种常用的方法，它可以帮助我们证明一类问题的正确性。
在这篇文章中，我们将使用数学归纳法证明一个特定的不等式，并且详细解释这个过程。
这个不等式是一个经典的例子，在不等式理论中非常有用，它的证明将展示使用数学归纳法的步骤和思路。
要证明的不等式为：对于任意正整数n，有1+2+3+...+n≤n²/2我们将使用数学归纳法证明这个不等式。
数学归纳法分为两个步骤：基础步骤和归纳步骤。
一、基础步骤：首先，我们需要验证对于n=1时，不等式是否成立。
即：1≤1²/2通过计算可知，1≤1/2，显然成立。
因此，基础步骤得证。
二、归纳步骤：我们假设对于任意的k（k≥1）都有：1+2+3+...+k≤k²/2我们需要证明当n=k+1时，也就是将k+1代入不等式中，不等式仍然成立。
即：1+2+3+...+k+(k+1)≤(k+1)²/2接下来，我们将左右两边进行推导。
我们已经假设对于任意k都有不等式成立，所以可以得到：1+2+3+...+k≤k²/2我们可以将左右两边分别加上(k+1)，得到：1+2+3+...+k+(k+1)≤k²/2+(k+1)接下来，我们需要对右侧进行变换，目的是能够使用归纳假设。
我们注意到，k²/2+(k+1)=(k²+2(k+1))/2=(k²+2k+2)/2我们知道(k+1)²=k²+2k+1，所以(k+1)²/2=(k²+2k+1)/2我们可以将这个等式代入之前的不等式：1+2+3+...+k+(k+1)≤(k²+2k+1)/2对于右边的分数1+2+3+...+k+(k+1)≤(k²+2k+1)/2=(k²+2k)/2+1/2由于我们已经假设1+2+3+...+k≤k²/2，所以可以用k²/2替换分子中的1+2+3+...+k：1+2+3+...+k+(k+1)≤(k²+2k)/2+1/2≤k²/2+1/2+1/2我们可以对右边的不等式相加得到：1+2+3+...+k+(k+1)≤(k²+2k)/2+1/2≤k²/2+1我们将右侧简化得到(k²+2k)/2+1/2=(k²+2k+1)/2，因为1/2可以写成1/2的分数。
数学归纳法证明不等式
数学归纳法证明不等式数学归纳法是一种证明数学命题的重要方法，它基于数学归纳的思想，通过证明一个命题在一些特定条件下成立，并且在此条件下该命题的下一步也具有同样的性质，从而证明该命题对于一切满足该条件的情况都成立。
在这里，我们将使用数学归纳法来证明一个不等式。
不等式是数学中常见的一种关系式，它描述了两个数或者更多数之间大小关系的性质。
在这里，我们将使用数学归纳法来证明一个形如：$2^n>n^2$的不等式，其中$n$是一个正整数。
首先，我们需要证明当$n=1$时，不等式$2^n>n^2$成立。
当$n=1$时，不等式变为$2^1>1^2$，显然成立。
其次，我们需要证明对于任意一个正整数$k$，如果当$n=k$时不等式$2^k>k^2$成立，那么当$n=k+1$时，不等式$2^{k+1}>(k+1)^2$也成立。
也就是说，我们需要证明如果$2^k>k^2$，那么$2^{k+1}>(k+1)^2$。
根据我们的假设，我们知道$2^k>k^2$。
将不等式两边都乘以2，我们得到$2^{k+1}>2k^2$。
由于$k$是一个正整数，所以$k^2>k$。
将这个不等式代入前面的结果中，我们得到$2^{k+1}>2k^2>k^2+k^2>k^2+k>(k+1)^2$。
也就是说，如果$2^k>k^2$，那么$2^{k+1}>(k+1)^2$。
通过对$n=1$和$n=k+1$的情况都进行证明，我们完成了对于任意正整数$n$的证明。
根据数学归纳法的原理，这意味着不等式$2^n>n^2$对于一切$n$都成立。
综上所述，我们使用数学归纳法成功地证明了不等式$2^n>n^2$，其中$n$是一个正整数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
要诀: 递推基础不可少,归纳假设要用到,结论写明莫忘掉.
例1.求证： ，其中 ，且 ．
分析：此题是2004年高考数学试卷第21题的适当变形，有两种证法
证法一：用数学归纳法证明．
（1）当m=2时， ，不等式成立．
（2）假设 时，有 ，则 ，
所以由假设有：
也即当n=k+1时 成立，所以对一切 ．
（2）下面来求数列的通项：
所以
则
又bn=－1，所以 ．
本题也可先求出第（2）问，即数列 的通项公式 ，然后利用函数
的单调性和有界性，来证明第（1）问的不等式．但若这样做，则无
形当中加大了第（1）问的难度， 显然不如用数学归纳法证明来得简捷．
例3（06 年卷. 理 .19本小题满分14分）
由( )、( )可知， 对一切正整数都成立.
又因为 时， ，
所以 ，综上所述 ．
（II）．设函数 ， ．由（I）知，当 时， ，
从而
所以g (x)在(0,1)上是增函数. 又g (x)在[0,1]上连续,且g (0)=0,
所以当 时，g (x)>0成立.于是 ．
故 ．
点评：不等式的问题常与函数、三角、数列、导数、几何等数学分支交汇，综合考查运用不
对数列进行了考查，和数学归纳法一起，成为压轴题。
解：（1）方法一 用数学归纳法证明：
1°当n=1时， ∴ ，命题正确.
2°假设n=k时有 则
而
又 ∴ 时命题也正确.
由1°、2°知，对一切n∈N时有
方法 ∴ ；
2°假设n=k时有 成立， 令 ， 在[0，2]上单调递增，
证明:
6、(09）已知曲线 ．从点 向曲线 引斜率
的切线 ，切点为 ．
（1）求数列 的通项公式；（2）证明： .
参考答案:
1.关于正整数n的命题(相当于多米诺骨牌),我们可以采用下面方法来证明其正确性：
10.验证n取第一个值时命题成立( 即n＝ 时命题成立)(归纳奠基）；
20.假设当n=k时命题成立，证明当n=k＋1时命题也成立(归纳递推）.
1、试证明：不论正数a、b、c是等差数列还是等比数列，
当n＞1,n∈N*且a、b、c互不相等时，均有：an+cn＞2bn.
分析：该命题意图：本题主要考查数学归纳法证明不等式，考查的知识包括等差数列、等比
数列的性质及数学归纳法证明不等式的一般步骤.
技巧与方法：本题中使用到结论：(ak－ck)(a－c)＞0恒成立(a、b、c为正数)，从而
2、正数a、b、c成等比数列，当n＞1,n∈N*且a、b、c互不相等时，试证明：an+cn＞2bn.
3、若n为大于1的自然数，求证： .
4、（05）已知函数 , 设数列 满足 ，
满足
（Ⅰ）用数学归纳法证明 ； （Ⅱ）证明 .
5、（05）已知不等式 为大于2的整数， 表
示不超过 的最大整数.设数列 的各项为正，且满足
②设n=k时成立，即
则当n=k+1时， (ak+1+ck+1+ak+1+ck+1) ＞ (ak+1+ck+1+ak·c+ck·a)=
(ak+ck)(a+c)＞( )k·( )=( )k+1
等式知识解决问题的能力，在交汇中尤其以各分支中蕴藏的不等式结论的证明为重点.
需要灵活运用各分支的数学知识.
例4解(1) :因为对任意的 ,点 ，均在函数 且 均为常
数的图像上.所以得 ,当 时, ,
当 时, ,
又因为{ }为等比数列,所以 ,公比为 ,
（2）当b=2时， ,
则 , 所以
下面用数学归纳法证明不等式 成立.
ak+1+ck+1＞ak·c+ck·a.
2.证明：(1)设a、b、c为等比数列，a= ,c=bq ＞0且q≠1)
∴an+cn= +bnqn=bn( +qn)＞2bn
(2)设a、b、c为等差数列，则2b=a+c猜想 ＞( )n(n≥2且n∈N*)
下面用数学归纳法证明：
①当n=2时，由2(a2+c2)＞(a+c)2，∴
已知函数 ,数列{ }满足:
证明:(ⅰ) ;(ⅱ) .
证明: （I）．先用数学归纳法证明 ，ｎ＝1,2,3,…
( ).当n=1时,由已知显然结论成立.
( ).假设当n=k时结论成立,即 .因为0<x<1时
,所以f(x)在(0,1)上是增函数. 又f(x)在[0,1]上连续,
从而 .故n=k+1时,结论成立.
20.假设当时命题成立，证明当n=k＋1时命题(归纳递推）.
30.由10、20知，对于一切n≥ 的自然数n命题！(结论）
要诀: 递推基础, 归纳假设, 结论写明.
☆数学归纳法的应用：
例1.求证： ，其中 ，且 ．
例2已知数列 的各项为正，且 .
（1）证明 ; （2）求数列 的通项公式 .
例3(06）已知函数 , 数列 满足:
4.1 数学归纳法证明不等式（2）
☆学习目标：1.理解数学归纳法的定义、数学归纳法证明基本步骤;
2.会运用数学归纳法证明不等式
重点：应用数学归纳法证明不等式.
☻知识情景：
关于正整数n的命题(相当于多米诺骨牌),我们可以采用下面方法来证明其正确性：
10.验证n取时命题( 即n＝ 时命题成立)(归纳奠基）；
∵ ，∴ ，即 ．
从而 ， 即 时，亦有 ．
由（1）和（2）知，对 都成立．
证法二：作差、放缩，然后利用二项展开式和放缩法证明．
∴当 ，且 时， ．
例2（2005年第21题第（1）小题，本小题满分12分）
已知数列
（1）证明 （2）求数列 的通项公式an.
分析：近年来高考对于数学归纳法的考查，加强了数列推理能力的考查。
证明:(ⅰ) ;(ⅱ) .
例4（09）等比数列{ }的前n项和为 , 已知对任意的 , 点 均在函数
且 均为常数)的图像上.
（1）求r的值；
（11）当b=2时，记
证明：对任意的 ，不等式 成立
选修4-5练习§4.1.2数学归纳法证明不等式（2）
1、正数a、b、c成等差数列，当n＞1,n∈N*且a、b、c互不相等时，试证明：an+cn＞2bn.
1当 时,左边= ,右边= ,因为 ,所以不等式成立.
2假设当 时不等式成立,即 成立.则当 时,左边=
所以当 时,不等式也成立.
由①、②可得不等式恒成立.
【命题立意】:本题主要考查了等比数列的定义,通项公式,以及已知 求 的基本题型,
并运用数学归纳法证明与自然数有关的命题,以及放缩法证明不等式.
练习: