利用数学归纳法比较大小
[例2] 设Pn=(1+x)n,Qn=1+nx+x2,n∈N+,x∈(-1,+∞),试比较Pn与Qn的大小,并加以证明.
[思路点拨] 本题考查数学归纳法的应用,解答本题需要先对n取特值,猜想Pn与Qn的大小关系,然后利用数学归纳法证明.
[精解详析] (1)当n=1,2时,Pn=Qn.
(2)当n≥3时,(以下再对x进行分类).
①若x∈(0,+∞),显然有Pn>Qn.
②若x=0,则Pn=Qn.
③若x∈(-1,0),
则P3-Q3=x3<0,所以P3 P4-Q4=4x3+x4=x3(4+x)<0,所以P4 假设Pk 则Pk+1=(1+x)Pk<(1+x)Qk=Qk+xQk =1+kx++x+kx2+ =1+(k+1)x+x2+x3 =Qk+1+x3 即当n=k+1时,不等式成立. 所以当n≥3,且x∈(-1,0)时,Pn (1)利用数学归纳法比较大小,关键是先用不完全归纳法归纳出两个量的大小关系,猜测出证明的方向,再用数学归纳法证明结论成立. (2)本题除对n的不同取值会有Pn与Qn之间的大小变化,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. 2.已知数列{an},{bn}与函数f(x),g(x),x∈R,满足条件:b1=b,an=f(bn)=g(bn+1)(n∈N+).若函数y=f(x)为R上的增函数,g(x)=f-1(x),b=1,f(1)<1,证明:对任意n∈N+,an+1 证明:因为g(x)=f-1(x),所以an=g(bn+1)=f-1(bn+1),即bn+1=f(an). 下面用数学归纳法证明an+1