证明:(1)当n=1时,左边=1,右边=2,1<2,不等式成立.
(2)假设当n=k(k∈N+)时不等式成立,即1+22+33+...+kk<(k+1)k,
那么,当n=k+1时,左边=12+22+33+...+kk+(k+1)k+1<(k+1)k+(k+1)k+1=(k+1)k(k+2)<(k+2)k+1=[(k+1)+1]k+1=右边,即左边<右边,
即当n=k+1时不等式也成立.
根据(1)和(2),可知不等式对任意n∈N+都成立
.
归纳--猜想--证明
[例3] 已知数列,,,...,,....
设Sn为数列前n项和,计算S1,S2,S3,S4,根据计算结果,猜想Sn的表达式,并用数学归纳法证明.
[精解详析] S1==,
S2=+=,
S3=+=,
S4=+=,
可以看到,上面表示四个结果的分数中,分子与项数一致,分母可用项数n表示为3n+1,可以猜想Sn=.
下面用数学归纳法证明:
(1)显然当n=1时,S1==成立.
(2)假设当n=k时,等式成立,即Sk=.
则当n=k+1时,
Sk+1=Sk+
=+