所以=,
于是要证明的不等式为··...·>对任意的n∈N*成立.
下面用数学归纳法证明.
则当n=k+1时,··...··>·=·=
===>,
即当n=k+1时不等式成立,所以原不等式对任意n∈N*成立.
【点拨】 运用归纳推理得到的结论不一定正确,需进行证明.用数学归纳法证明不等式时必须要利用归纳假设的条件,并且灵活运用放缩法、基本不等式等数学方法.
【变式训练3】设函数f(x)=ex-1+(a∈R).
(1)若函数f(x)在x=1处有极值,且函数g(x)=f(x)+b在(0,+∞)上有零点,求b的最大值;
(2)若f(x)在(1,2)上为单调函数,求实数a的取值范围;
(3)在(1)的条件下,数列{an}中a1=1,an+1=f(an)-f′(an),求|an+1-an|的最小值.
【解析】(1)f′(x)=ex-1-,又函数f(x)在x=1处有极值,
所以f′(1)=0,即a=1,经检验符合题意.
g′(x)=ex-1-,当x∈(0,1)时,g′(x)<0,g(x)为减函数,当x=1时,g′(x)=0,当x∈(1,+∞)时g′(x)>0,g(x)为增函数.
所以g(x)在x=1时取得极小值g(1)=2+b,依题意g(1)≤0,所以b≤-2,
所以b的最大值为-2.
(2)f′(x)=ex-1-,
当f(x)在(1,2)上单调递增时,ex-1-≥0在[1,2]上恒成立,所以a≤x2ex-1,
令h(x)=x2,则h′(x)=ex-1(x2+2x)>0在[1,2]上恒成立,即h(x)在[1,2]上单调递增,
所以h(x)在[1,2]上的最小值为h(1)=1,所以a≤1;
当f(x)在[1,2]上单调递减时,同理a≥x2ex-1,
h(x)=x2ex-1在[1,2]上的最大值为h(2)=4e,所以a≥4e.
综上实数a的取值范围为a≤1或a≥4e.
(3)由(1)得a=1,所以f(x)-f′(x)=+,因此an+1=+,a1=1,所以a2=2,可得0<a2n+1<1,a2n+2>2.用数学归纳法证明如下:
①当n=1时,a3=,a4=,结论成立;