∴当n=k+1时,
tanαtan2α+tan2αtan3α+...+tan(k-1)αtankα+tankαtan(k+1)α
=(tankα-ktanα)cotα+tankαtan(k+1)α
=cotα[tankα-ktanα+tankαtan(k+1)αtanα].
若能证明上式=[tan(k+1)α-(k+1)tanα]cotα即可,
为此只需证明tankα-ktanα+tankαtan(k+1)αtanα=tan(k+1)α-(k+1)·tanα,
即证tankα[1+tan(k+1)αtanα]=tan(k+1)α-tanα,
上式显然成立,即n=k+1时,等式成立.
综上,由(1)(2)知,对n∈N+原等式都成立.
【例2】利用数学归纳法证明:(3n+1)·7n-1(n∈N*)能被9整除.
思路分析:第一步当n=1时,可计算(3n+1)·7n-1的值,从而验证它是9的倍数.第二步要设法变形成为"假设"+"9的倍数"的形式,进而论证能被9整除.
证明:(1)当n=1时,(3×1+1)×71-1=27,能被9整除,所以命题成立.
(2)假设当n=k(k∈N*)时命题成立,即(3k+1)·7k-1能被9整除.
那么当n=k+1时,
[3(k+1)+1]·7k+1-1=(3k+4)·7k+1-1=(3k+1)·7k+1-1+3·7k+1
=[(3k+1)·7k-1]+3·7k+1+6·(3k+1)·7k
=[(3k+1)·7k-1]+7k(21+6×3k+6)
=[(3k+1)·7k-1]+9·7k(2k+3).
由归纳假设知,(3k+1)·7k-1能被9整除,而9·7k(2k+3)也能被9整除,故[3(k+1)+1]·7k+1-1能被9整除.
这就是说,当n=k+1时,命题也成立.
由(1)(2)知,对一切n∈N*,(3n+1)·7n-1能被9整除.
【例3】已知数列{bn}是等差数列,b1=1,b1+b2+...+b10=145.
(1)求数列{bn}的通项公式bn;
(2)设数列{an}的通项an=loga(1+)(其中a>0且a≠1),记Sn是数列{an}的前n项和,试比较Sn与logabn+1的大小,并证明你的结论.
思路分析:本题是考查数列的基础知识和数学归纳法运用以及归纳猜想,分类讨论思想的一道综合题目,能充分展现我们的创新思维.
解:(1)设数列{bn}的公差为d,由题意得∴bn=3n-2.
(2)证明:由bn=3n-2知
Sn=loga(1+1)+loga(1+)+...+loga(1+)=loga[(1+1)(1+)...(1+)],
而logabn+1=loga,于是,比较Sn与logabn+1的大小比较(1+1)·(1+)...(1+)与的大小.
取n=1,有(1+1)= >=,