Question

已知fn(x)=(1+

x

)n，n∈N^*．
（1）若g（x）=f₄（x）+2f₅（x）+3f₆（x），求g（x）中含x²项的系数；
（2）若p_n是f_n（x）展开式中所有无理项的系数和，数列{a_n}是各项都大于1的数组成的数列，试用数学归纳法证明：p_n（a₁a₂…a_n+1）≥（1+a₁）（1+a₂）…（1+a_n）．

Answer 1

分析：（1）确定函数g（x），利用二项式定理可得g（x）中含x²项的系数；
（2）确定p_n的表达式，根据数学归纳法的步骤，先证n=1时成立，再设n=k时成立，利用归纳假设证明n=k+时成立即可．

解答：（1）解：g（x）=f₄（x）+2f₅（x）+3f₆（x）=(1+

x

)4+2(1+

x

)5+3(1+

x

)6，
∴g（x）中含x²项的系数为

C

4 4

+2

C

4 5

+3

C

4 6

=1+10+45=56．（3分）
（2）证明：由题意，p_n=2^n-1．（5分）
①当n=1时，p₁（a₁+1）=a₁+1，成立；
②假设当n=k时，p_k（a₁a₂…a_k+1）≥（1+a₁）（1+a₂）…（1+a_k）成立，
当n=k+1时，（1+a₁）（1+a₂）…（1+a_k）（1+a_k+1）≤2^k-1（a₁a₂…a_k+1）（1+a_k+1）
=2^k-1（a₁a₂…a_ka_k+1+a₁a₂…a_k+a_k+1+1）．（*）
∵a_k＞1，a₁a₂…a_k（a_k+1-1）≥a_k+1-1，即a₁a₂…a_ka_k+1+1≥a₁a₂…a_k+a_k+1，
代入（*）式得（1+a₁）（1+a₂）…（1+a_k）（1+a_k+1）≤2^k（a₁a₂…a_ka_k+1+1）成立．
综合①②可知，p_n（a₁a₂…a_n+1）≥（1+a₁）（1+a₂）…（1+a_n）对任意n∈N^*成立．（10分）

点评：本题考查二项式定理，考查数学归纳法的运用，掌握数学归纳法的证题步骤是关键．