题目内容

15.某同学在研究相邻三个整数的算术平方根之间的关系时,发现以下三个式子均是正确的:①$\sqrt{1}$+$\sqrt{3}$<2$\sqrt{2}$;②$\sqrt{2}$+$\sqrt{4}$<2$\sqrt{3}$;③$\sqrt{3}$+$\sqrt{5}$<2$\sqrt{4}$
(1)已知$\sqrt{2}∈(1.41$,1.42),$\sqrt{3}∈(1.73$,1.74),$\sqrt{5}∈(2.23$,2.24),请从以上三个式子中任选一个,结合此范围,验证其正确性(注意不能近似计算);
(2)请将此规律推广至一般情形,并证明之.

分析 (1)结合此范围,验证其正确性,
(2)一般结论为:若n∈N*,则$\sqrt{n}+\sqrt{n+2}<2\sqrt{n+1}$,用分析法和综合法即可证明.

解答 解:(1)验证①式成立:∵$\sqrt{3}<1.74$,
∴$\sqrt{1}+\sqrt{3}<2.74$,
∵$\sqrt{2}>1.41$,
∴$2\sqrt{2}>2.82$,
∴$\sqrt{1}+\sqrt{3}<2\sqrt{2}$
(2)一般结论为:若n∈N*,则$\sqrt{n}+\sqrt{n+2}<2\sqrt{n+1}$,证明如下:
证法一:要证:$\sqrt{n}+\sqrt{n+2}<2\sqrt{n+1}$
只需证:${(\sqrt{n}+\sqrt{n+2})^2}<{(2\sqrt{n+1})^2}$
即证:$2n+2+2\sqrt{n}\sqrt{n+2}<4n+4$
也就是证:$\sqrt{n}\sqrt{n+2}<n+1$
只需证:n(n+2)<n2+2n+1
即证:0<1,显然成立
故$\sqrt{n}+\sqrt{n+2}<2\sqrt{n+1}$,
证法二:$\sqrt{n+2}-\sqrt{n+1}$=$\frac{{(\sqrt{n+2}-\sqrt{n+1})(\sqrt{n+2}+\sqrt{n+1)}}}{{\sqrt{n+2}+\sqrt{n+1}}}$,
=$\frac{1}{{\sqrt{n+2}+\sqrt{n+1}}}$$\sqrt{n+1}-\sqrt{n}$,
=$\frac{{(\sqrt{n+1}-\sqrt{n})(\sqrt{n+1}+\sqrt{n})}}{{\sqrt{n+1}+\sqrt{n}}}$,
=$\frac{1}{{\sqrt{n+1}+\sqrt{n}}}$,
∵n∈N*,$\sqrt{n+2}+\sqrt{n+1}>$$\sqrt{n+1}+\sqrt{n}>0$,
∴$\frac{1}{{\sqrt{n+2}+\sqrt{n+1}}}<$$\frac{1}{{\sqrt{n+1}+\sqrt{n}}}$,
∴$\sqrt{n+2}-\sqrt{n+1}<$$\sqrt{n+1}-\sqrt{n}$,
∴$\sqrt{n}+\sqrt{n+2}<2\sqrt{n+1}$

点评 本题考查了分析法和综合法,关键掌握证明格式,属于中档题.

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