1. 写出 $n=k$ 时不等式左边的表达式
根据题意,当 n=k(k⩾2,k∈N∗)时,不等式的左边为:
Sk=1+21+31+⋯+2k−11
2. 写出 $n=k+1$ 时不等式左边的表达式并找出增加的项
当 n=k+1 时,不等式的左边为:
Sk+1=1+21+31+⋯+2k−11+2k1+2k+11+⋯+2k+1−11
对比 Sk 与 Sk+1,从 n=k 变为 n=k+1 时,左边增加的项为:
2k1+2k+11+⋯+2k+1−11
3. 计算增加项的项数并得出结论
增加的项的分母是从 2k 到 2k+1−1 的连续整数。
因此,增加的项数为:
(2k+1−1)−2k+1=2⋅2k−2k=2k
所以由 n=k 变成 n=k+1 时,左边增加了 2k 项。
故选 D。