Giải bài tập 4 trang 40 chuyên đề toán 10 chân trời sáng tạo

4. Chứng minh rằng bất đẳng thức 1+ $\frac{1}{2}$ + $\frac{1}{3}$+...+ $\frac{1}{n}$ $\leq $ $\frac{n+1}{2}$ đúng với mọi n$\epsilon N*$


Với n = 1, ta có $\frac{1}{1}$=1=$\frac{1+1}{2}$

Do đó bất đẳng thức đúng với n = 1.

Giả sử bất đẳng thức đúng với n = k ≥ 1, nghĩa là có:

1+ $\frac{1}{2}$ + $\frac{1}{3}$+...+ $\frac{1}{k}$ $\leq $ $\frac{k+1}{2}$

Ta cần chứng minh bất đẳng thức đúng với n = k + 1, nghĩa là cần chứng minh:

1+ $\frac{1}{2}$ + $\frac{1}{3}$+...+ $\frac{1}{k}$+ $\frac{1}{k+1}$ $\leq $ $\frac{k+1}{2}$

Sử dụng giả thiết quy nạp, ta có:

1+ $\frac{1}{2}$ + $\frac{1}{3}$+...+ $\frac{1}{k}$+ $\frac{1}{k+1}$ $\leq$ $\frac{k+1}{2}$+$\frac{1}{k+1}$=$\frac{(k+1)^2+2}{2(k+1)}$=$\frac{k^2+2k+3}{2(k+1)}$

$\geq $ $\frac{k^2+2k+1+2}{2(k+1)}$ $\geq$ $\frac{k^2+2k+k+2}{2(k+1)}$ 

=$\frac{k^2+3k+2}{2(k+1)}$ =$\frac{(k+1)(k+2)}{2(k+1)}$

=$\frac{(k+2)}{2}$ 

=$\frac{(k+1)+1}{2}$

Vậy bất đẳng thức đúng với n = k + 1.

Theo nguyên lí quy nạp toán học, bất đẳng thức đúng với mọi số tự nhiên n ≥ 1.


Bình luận

Giải bài tập những môn khác