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数学归纳法的步骤:
(1)证明当n=n0时命题成立;
(2)假设当n=k时命题成立,证明n=k+1时命题也成立.
4.1用数学归纳法证明不等式
教学目标
知识与能力
会运用数学归纳法证明含有任意正整数n的不等式(包括贝努力不等式).
过程与方法
通过例题的学习,能够证明含有任意正整数n的不等式(包括贝努力不等式).
情感态度与价值观
培养学生严密的逻辑思维能力和严谨的态度.
教学重难点
重点
难点
会运用数学归纳法证明含有任意正整数n的不等式(包括贝努利不等式).
灵活运用数学归纳法.
例1
观察下面两个数列,从第几项起an 始终小于bn?证明你的结论.
{an=n2}:1,4,9,16,25,36,…;
{bn=2n}:2,4,8,16,32,64,…
分析
由数列的前几项猜想,从第5项起,an<bn即n2<2n(n N+,n≥5),用数学归纳法证明上述猜想时,第(1)步应该证明n=5的情形.
证 明
(1)当n=5时,52<25,命题成立.
(2)假设n=k(k≥5)时,命题成立,
即k2<2k.
当n=k+1时,因为(k+1)2=k2+2k+1<k2+3k<2k2<2k+1
由(1)(2)知,n2<2n(n N+,n≥5)
所以(k+1)2<2k+1,即当n=k+1时命题成立.
例2
证明不等式│sinnθ│≤n│sinθ│(n N+)
分析
这是个涉及正整数n的三角函数问题,又与绝对值有关,在证明递推关系时,应注意利用三角函数的性质及绝对值不等式.
证 明
(1)当n=1时,左边=右边,命题成立.
(2)假设当n=k(k≥1) 时命题成立,即有│sinkθ│≤k│sinθ│
由(1)(2)可知,不等式对一切正整数n均成立.
当n=k+1时,
│sin(k+1)θ│
=│sinkθcosθ+coskθsinθ│ ≤│sinkθcosθ│+ │coskθsinθ│
= │sinkθ││cosθ│+ │coskθ││sinθ│ ≤k │sinθ│+ │sinθ│
=(k+1) │sinθ│
例3
证明贝努利不等式:
如果x是实数,且x>-1,x 0 ,n为大于1的自然数,那么有(1+x)n>1+nx
分析
贝努利不等式中涉及两个