質問<350>2000/10/31
from=ゆうき
「数学的帰納法の証明(不等式)」


nが3以上の自然数の時、
次の不等式が成り立つ事を数学的帰納法によって証明せよ。
3n >n・2n +1

と言う問題で、最後の方で
(3k・2k +3)-{(k+1)2k+1+1}
=~~~~~~~~~~>0
のトコの、途中式が良くわかりません。
ココの計算だけで結構です!!
是非よろしくお願いします。


お返事2000/10/31
from=武田


n >n・2n +1を数学的帰納法で証明すると、
(1)n=3のとき、
    左辺=33 =27
    右辺=3・23 +1=3・8+1=25
    したがって、左辺>右辺
(2)n=kのとき下式が成り立つと仮定して、
    3k >k・2k +1
   n=k+1のとき、
    左辺=3k+1 =3・3k >3(k・2k +1)
      =3k・2k +3
    右辺=(k+1)2k+1 +1
    与式P=左辺-右辺=(3k・2k +3)-{(k+1)2k+1 +1}
       =3k・2k +3-(k+1)2k+1 -1
       =3k・2k +3-2(k+1)2k -1
       =3k・2k +3-(2k+2)2k -1
       =(k-2)2k +2
    k≧3より、(k-2)>0
    指数はすべて正より、2k >0より、
    P>0
    したがって、左辺-右辺>0∴左辺>右辺
(1)(2)より、3以上の自然数のとき成り立つ。