问题
解答题
已知f(n)=1+
经计算得f(2)=
(1)试写出这个一般性的结论; (2)请证明这个一般性的结论; (3)对任一给定的正整数a,试问是否存在正整数m,使得1+
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答案
(1)根据f(2)=
,f(4)>2,f(8)>3 2
,f(16)>3,f(32)>5 2
…,通过观察,7 2
我们可以得到一个一般性的结论 f(2n)≥
,(当且仅当n=1时取等号).…(4分)n+2 2
(2)证明:(数学归纳法)
①当n=1时,结论显然成立.
②假设当n=k时成立,即
+1 2
+1 3
+…+1 4
≥1+1 2k
k,…(2分)1 2
当n=k+1时,左边=
+1 2
+1 3
+…+1 4
+…+1 2k
≥1+1 2×2k
k+1 2
+1 2k+1
+…+1 2k+2 1 2k+2k
≥1+
k+1 2
=1+2k 2k+2k
(k+1)=右边.1 2
即当n=k+1时,f(2n)≥1+
也成立.…(3分)1 2n
由①②知,f(2n)≥1+
成立. …(1分)1 2n
(3)由(2)可得,存在m满足条件.…(1分)
令 a=1+
k,只要 1 2
≥1 m
即可,即1 2k
≥1 m
=1 22a-2
,即 m≥4 22a
,22a 4
可取 m=22a.…(3分)