Giải bài 5 trang 32 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo — Không quảng cáo

Giải chuyên đề học tập Toán lớp 10 Chân trời sáng tạo Bài 1. Phương pháp quy nạp toán học Chuyên đề học tập T


Giải bài 5 trang 32 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo

Chứng minh rằng bất đẳng thức sau đúng với mọi số tự nhiên \(n \ge 2\).

Đề bài

Chứng minh rằng bất đẳng thức sau đúng với mọi số tự nhiên \(n \ge 2\).

\(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + ... + \frac{1}{n} > \frac{{2n}}{{n + 1}}\)

Lời giải chi tiết

Ta chứng minh bất đẳng thức bằng phương pháp quy nạp

Với \(n = 2\) ta có \(1 + \frac{1}{2} = \frac{3}{2} > \frac{{2.2}}{{2 + 1}} = \frac{4}{3}\)

Vậy bất đẳng thức đúng với \(n = 2\)

Giải sử bất đẳng thức đúng với \(n = k\) nghĩa là có \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + ... + \frac{1}{k} > \frac{{2k}}{{k + 1}}\)

Ta chứng minh bất đẳng thức đúng với \(n = k + 1\) tức là chứng minh  \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + ... + \frac{1}{k} + \frac{1}{{k + 1}} > \frac{{2(k + 1)}}{{k + 2}}\)

Sử dụng giả thiết quy nạp ta có: \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + ... + \frac{1}{k} + \frac{1}{{k + 1}} > \frac{{2k}}{{k + 1}} + \frac{1}{{k + 1}} = \frac{{2k + 1}}{{k + 1}}\)

Ta sẽ nhận được điều phải chứng minh nếu chứng minh được:

\(\frac{{2k + 1}}{{k + 1}} > \frac{{2(k + 1)}}{{k + 2}}\) (*)

Xét hiệu:

\(\begin{array}{l}\frac{{2k + 1}}{{k + 1}} - \frac{{2(k + 1)}}{{k + 2}} = \frac{{\left( {2k + 1} \right)\left( {k + 2} \right) - 2{{\left( {k + 1} \right)}^2}}}{{\left( {k + 1} \right)\left( {k + 2} \right)}}\\ = \frac{{2{k^2} + 5k + 2 - \left( {2{k^2} + 4k + 2} \right)}}{{\left( {k + 1} \right)\left( {k + 2} \right)}} = \frac{k}{{\left( {k + 1} \right)\left( {k + 2} \right)}} > 0\end{array}\)

Do đó (*) được chứng minh.

Vậy bất đẳng thức đúng với mọi số tự nhiên n.


Cùng chủ đề:

Giải bài 4 trang 64 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 4 trang 65 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 5 trang 13 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 5 trang 21 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 5 trang 24 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 5 trang 32 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 5 trang 39 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 5 trang 40 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 5 trang 48 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 5 trang 59 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo
Giải bài 5 trang 65 Chuyên đề học tập Toán 10 – Chân trời sáng tạo