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高中数学选择性必修 第二册(381题)


给出下列不等式:

\(1 > \frac{1}{2}\) ,

 \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} > 1\) ,

 \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{5} + \frac{1}{6} + \frac{1}{7} > \frac{3}{2}\) ,

 \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \ldots \ldots + \frac{1}{{15}} > 2\) ,

 \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \ldots \ldots + \frac{1}{{31}} > \frac{5}{2}\) ,……

用数学归纳法证明你的猜想.



知识点:第四章 数列


参考答案:证明:①当 \(n = 1,2\) 时显然成立;

②假设 \(n = k\) 时结论成立,即: \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \ldots \ldots + \frac{1}{{{2^k} - 1}} > \frac{k}{2}\) 成立

当 \(n = k + 1\) 时,

\(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \ldots \ldots + \frac{1}{{{2^k} - 1}} + \frac{1}{{{2^k}}} + \ldots \ldots + \frac{1}{{{2^{k + 1}} - 2}} + \frac{1}{{{2^{k + 1}} - 1}}\) \( > \frac{k}{2} + \left( {\frac{1}{{{2^k}}} + \frac{1}{{{2^k} + 1}} + \cdots \cdots + \frac{1}{{{2^{k + 1}} - 2}} + \frac{1}{{{2^{k + 1}} - 1}}} \right)\)

\( > \frac{k}{2} + {2^k} \cdot \frac{1}{{{2^{k + 1}} - 1}} = \frac{k}{2} + \frac{1}{{2 - \frac{1}{{{2^k}}}}} > \frac{k}{2} + \frac{1}{2} = \frac{{k + 1}}{2}\)

即当 \(n = k + 1\) 时结论也成立.由①②可知对任意\(n\in \text{N}_{+}\),结论都成立.

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