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数学 高校生

0より大きい事を証明する過程で、どこまで式変形をするのかが分かりません。 2(k-1)²+2までする理由を教えてください(* . .))

137 不等式の証明 593 基本例題 |3以上のすべての自然数nについて、 次の不等式が成り立つことを証明せよ。 3"-1>n°-n+2 D.590 基本事項 計>「neO」であるすべての自然数 nについて成り立つことを示すには, 出発点を変えた数 学的帰納法を利用するとよい。 [1] n=●のときを証明。 12l n=k(k2@)のときを仮定し, n=k+1のときを証明。 は、n23のとき, という条件であるから, まず, n=3のとき不等式が成り立つこと 証明する。なお, n=k+1のとき示すべき不等式は 3*>(k+1)- (k+1)+2 HO 一出発点 O 大小比較 差を作る A>Bの証明は差A-B>0 を示す 3章 1 nの出発点に注意 k+1の場合に注意して変形 CHART 数学的帰納法 解答 ] n=3のとき よって, ① は成り立つ。 121 n=k(k23)のとき, ① が成り立つと仮定すると 3k-1>kーk+2 … (左辺)=3°=9, (右辺)%3D3-3+2=8 4出発点は n=3 (左辺)>(右辺) k23を忘れずに。 の n=k+1のとき, ① の両辺の差を考えると, ② から 3*-((k+1)°-(k+1)+2}=3·34-1_(R+k+2) >3(R-k+2)-(k?+k+2) =2k?-4k+4=2(k-1)°+2>0 42を利用できる形を作り 出す。 4基本形を導くことにより, (左辺)-(右辺)>0が示さ れる。 + ゆえに よって,n=k+1のときにも①は成り立つ。 [1], [2] から, n>3であるすべての自然数nについて①は成 り立つ。 検討 3"1とがーn+2の大小関係 関数 y=3*-1, y=x°ーx+2のグラフは右図のようになる。 2つのグラフの上下関係から 3"-1>n-n+2 (n23) が成り立つことがわかる。 (指数関数のグラフについては, 数学IIを参照。) 「別アプ =ーx+2 ローチ の 交点 2 y=3-1 7 4 3 X 7数学的帰納法

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