≥(k+2)(k+2-k)+1=2(k+2)+1
≥k+3=(k+1)+2,
也就是说,当n=k+1时,ak+1≥(k+1)+2.
综上可得,对于所有n≥1,有an≥n+2.
②由an+1=an(an-n)+1及①,对k≥2,有
ak=ak-1(ak-1-k+1)+1≥ak-1(k-1+2-k+1)+1
=2ak-1+1≥2·(2ak-2+1)+1=22ak-2+2+1
≥23ak-3+22+2+1≥...
∴ak≥2k-1a1+2k-2+...+2+1=2k-1a1+2k-1-1
=2k-1(a1+1)-1,
于是1+ak≥2k-1(a1+1),≤·,k≥2.
∴++...+
≤+
=
=·<≤=.
因此,原不等式成立.
利用数学归纳法证明不等式的常用技巧
在使用数学归纳法证明时,一般说来,第一步验证比较简明,而第二步归纳步骤情况较复杂.因此,熟悉归纳步骤的证明方法是十分重要的,其实归纳步骤可以看作是一个独立的证明问题,归纳假设"P(k)成立"是问题的条件,而"命题P(k+1)成立"就是所要证明的结论,因此,合理运用归纳假设这一条件就成了归纳步骤中的关键,下面简要分析一些常用技巧.
1.分析综合法
用数学归纳法证明关于正整数n的不等式,从"P(k)"到"P(k+1)",常常可用分析综合法.
[例2] 求证:
++...+<,n∈N+.
[证明] (1)当n=1时,因为=<1,所以原不等式成立.