質問<2376>2005/5/22
from=タケ
「証明」


全ての自然数nに対して次の不等式が成立する事を証明しなさい。
2^(n+1)>n^2+n+1
なんですが、やり方も全くわかりません。詳しいやり方で教えてください。

★希望★完全解答★

お便り2005/6/13
from=KINO


数学的帰納法というものを利用します。

[1] 2^(1+1)=2^2=4>3=1^2+1+1 より,この不等式は n=1 のとき成り立つことが
確められます。
さらに,n=2 を代入してみても,8>7 よりこの不等式が成り立つことがわかります。
[2] 2より大きいある自然数 k に対して 2^(k+1)>k^2+k+1 が成り立つと仮定します。
このとき,この不等式の両辺に 2 をかけると,2^(k+2)>2(k^2+k+1) が成り立つこと
になります。
さて,2(k^2+k+1)-{(k+1)^2+(k+1)+1}=k^2-k-1=(k+1)(k-2)+1 ですが,
k≧2 と仮定しましたのでこれは正の数になります。よって
2^(k+2)>2(k^2+k+1)>(k+1)^2+(k+1)+1
という不等式が成り立つことになります。
[3] 数学的帰納法により,
全ての自然数 n について不等式 2^(n+1)>n^2+n+1 が成り立つことが示されました。