试比较2n+2与n2的大小(n∈Z+),并用数学归纳法证明你的结论.

问题描述:

试比较2n+2与n2的大小(n∈Z+),并用数学归纳法证明你的结论.

当n=1时,左端=4,右端=1,左端>右端;
当n=2时,左端=6,右端=4,左端>右端;
当n=3时,左端=10,右端=8,左端>右端;
于是可猜测:2n+2>n2(n∈N*).
证明::①当n=1、2、3时,均有左端>右端,不等式成立;
②假设n=k(k≥3,k∈N*)时不等式成立,即2k+2>k2
则当n=k+1时,
左边=2k+1+2=2×(2k+2)-2>2k2-2=k2+k2-2,
右边=(k+1)2=k2+2k+1,
∵k2+k2-2-(k2+2k+1)=k2-2k-3=(k-3)(k+1)≥0,
∴当k≥3时,k2+k2-2≥(k+1)2
即当n=k+1时,2k+1+2>(k+1)2,不等式成立;
综上所述,2n+2>n2(n∈N*).
答案解析:利用数学归纳法证明,①易验证当n=1、2、3时不等式成立,②假设n=k(k≥3,k∈N*成立),利用该归纳假设,取推证当n=k+1时,不等式也成立即可.
考试点:数学归纳法.
知识点:本题考查数学归纳法,着重考查变形、推理与论证的能力,属于难题.