已知函数f(x)=x3-x,数列{an}满足条件:a1≥1,an+1≥f′(an+1).试比较+++...+与1的大小,并说明理由.
解:+++...+<1.
理由如下:
因为f′(x)=x2-1,an+1≥f′(an+1),
所以an+1≥(an+1)2-1.
因为函数g(x)=(x+1)2-1=x2+2x在区间[-1,+∞)上单调递增,
所以由a1≥1,得a2≥(a1+1)2-1≥22-1,
进而得a3≥(a2+1)2-1≥24-1>23-1,
由此猜想:an≥2n-1.
下面用数学归纳法证明这个猜想:
①当n=1时,a1≥21-1=1,猜想成立;
②假设当n=k(k≥1,k∈N+)时猜想成立,
即ak≥2k-1,则当n=k+1时,
由g(x)=(x+1)2-1在区间[-1,+∞)上单调递增知,
ak+1≥(ak+1)2-1≥22k-1≥2k+1-1,
即n=k+1时,猜想也成立.
由①,②知,对任意n∈N*,都有an≥2n-1,
即1+an≥2n.
所以≤.
所以+++...+≤+++...+=1-<1.
用数学归纳法证明数列不等式[学生用书P59]