Question Number 126124 by ZiYangLee last updated on 17/Dec/20
$$\mathrm{Prove}\:\mathrm{that}\:\mathrm{2}^{{n}} +\mathrm{2}>{n}^{\mathrm{2}\:} \mathrm{for}\:{n}\in\mathbb{N}\:\mathrm{by} \\ $$$$\mathrm{mathematical}\:\mathrm{induction}. \\ $$
Commented by talminator2856791 last updated on 17/Dec/20
$$\:\mathrm{i}\:\mathrm{was}\:\mathrm{having}\:\mathrm{the}\:\mathrm{time}\:\mathrm{of}\:\mathrm{my}\:\mathrm{life}\:\mathrm{till}\:\mathrm{i}\:\mathrm{read}\:“\mathrm{by}\:\mathrm{mathematical}\:\mathrm{induction}''! \\ $$$$\:\mathrm{hahahhhhahha} \\ $$$$\: \\ $$
Commented by ZiYangLee last updated on 30/Dec/20
$$\mathrm{Good}\:\mathrm{luck}\:\mathrm{haha} \\ $$
Answered by mahdipoor last updated on 17/Dec/20
$${we}\:{know}:\:{n}\geqslant\mathrm{4}\Rightarrow{n}^{\mathrm{2}} \geqslant\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\:\:\:\:\left(\ast\right) \\ $$$$\forall{n}\geqslant\mathrm{4}\Rightarrow{if}\:\mathrm{2}^{{n}} \geqslant{n}^{\mathrm{2}} \Rightarrow\mathrm{2}×\mathrm{2}^{{n}} \geqslant\mathrm{2}×{n}^{\mathrm{2}} \Rightarrow \\ $$$$\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} \geqslant{n}^{\mathrm{2}} +{n}^{\mathrm{2}} \:\:\overset{\ast} {\Rightarrow}\:\:\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} \geqslant{n}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} \geqslant\left({n}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \:\:\:\:\left(\ast\ast\right) \\ $$$${for}\:{n}=\mathrm{4}\:\Rightarrow\mathrm{2}^{{n}} \geqslant{n}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\overset{\ast\ast} {\Rightarrow}{for}:\:{n}=\mathrm{4}+\mathrm{1}=\mathrm{5}\Rightarrow\mathrm{2}^{{n}} \geqslant{n}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\overset{\ast\ast} {\Rightarrow}{for}:\:{n}=\mathrm{5}+\mathrm{1}=\mathrm{6}\Rightarrow\mathrm{2}^{{n}} \geqslant{n}^{\mathrm{2}} \\ $$$$…. \\ $$$$\Rightarrow{for}:\forall{n}\geqslant\mathrm{4}\Rightarrow\mathrm{2}^{{n}} \geqslant{n}^{\mathrm{2}} \Rightarrow\mathrm{2}^{{n}} +\mathrm{2}>{n}^{\mathrm{2}} \\ $$$${for}:{n}=\mathrm{1},\mathrm{2},\mathrm{3}\Rightarrow\mathrm{2}^{{n}} +\mathrm{2}>{n}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\Rightarrow{for}:\forall{n}\in{N}\Rightarrow\mathrm{2}^{{n}} +\mathrm{2}>{n}^{\mathrm{2}} \\ $$
Answered by physicstutes last updated on 17/Dec/20
$$\mathrm{prove}\:\mathrm{for}\:{n}\:=\:\mathrm{1},\:\:\left(\mathrm{2}\right)^{\mathrm{1}} +\mathrm{2}\:>\:\mathrm{1}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{assume}\:\mathrm{for}\:{n}\:=\:{k} \\ $$$$\Rightarrow\:\:\:\mathrm{2}^{{k}} +\mathrm{2}\:>\:{k}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{prove}\:\mathrm{for}\:{n}\:=\:{k}+\mathrm{1}. \\ $$$$\:\mathrm{2}^{{k}+\mathrm{1}} +\mathrm{2}\:=\:\mathrm{2}^{{k}} .\mathrm{2}\:+\:\mathrm{2}\:=\:\mathrm{2}\left(\mathrm{2}^{{k}} +\mathrm{1}\right) \\ $$$$\:\mathrm{from}\:\:\mathrm{2}^{{k}} +\mathrm{2}\:>\:{k}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{2}\left(\mathrm{2}^{{k}−\mathrm{1}} +\mathrm{1}\right)\:>\:{k}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{but}\:\forall\:{n}\:\in\:\mathbb{N},\:\mathrm{2}^{{k}−\mathrm{1}} <\:\mathrm{2}^{{k}} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{2}\left(\mathrm{2}^{{k}} +\mathrm{1}\right)\:>\:\left({k}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{thus}\:\mathrm{true}\:\forall\:{n}\:\in\:\mathbb{N} \\ $$