出猜想,再证明猜想的正确性.
反思:本题中,n的取值会影响Pn与Qn的大小变化,变量x也影响Pn与Qn的大小关系,这就要求我们在探索大小关系时,不能只顾"n",而忽视其他变量(参数)的作用.
题型四 易错辨析
【例4】 已知f(n)=1+++...+(n∈N*).用数学归纳法证明f(2n)>时,f(2k+1)-f(2k)=________.
错解:
错因分析:∵f(n)=1+++...+中共有n项相加,
∴f(2k)中应有2k项相加,f(2k+1)中有2k+1项相加,
∴f(2k+1)-f(2k)中应有(2k+1-2k)项.
答案:
【例1】 解:据题意f(x)===1-,
∴f()=1-,又=1-,
∴要比较f()与的大小,只需比较2n与n2的大小即可,
当n=1时,21=2>12=1,
当n=2时,22=4=22,
当n=3时,23=8<32=9,
当n=4时,24=16=42,
当n=5时,25=32>52=25,
当n=6时,26=64>62=36.
故猜测当n≥5(n∈N+)时,
2n>n2,
下面用数学归纳法加以证明.
(1)当n=5时,2n>n2显然成立.
(2)假设n=k(k≥5,且k∈N+)时,不等式2n>n2成立,
即2k>k2(k≥5),则当n=k+1时,
2k+1=2·2k>2·k2=k2+k2+2k+1-2k-1
=(k+1)2+(k-1)2-2>(k+1)2((k-1)2>2).
由(1)(2)可知,对一切n≥5,n∈N+,2n>n2成立.综上所述,当n=1或n≥5时,f()>.
当n=2或n=4时,f()=,
当n=3时,f()<.
【例2】 (1)解:将条件变为:1-=(1-),