но тут нет и следа мат.индукции. А мне как раз с помощью нее и нужно доказать.
Если у вас есть доказательство

, полученное не математической индукцией, можно получить и доказательство математической индукцией. База? Выполняется, мы же доказали для всех. Переход? Выполняется, мы же доказали для всех, а из истины следует истина. Индукция готова.
Требование задачи не очень хорошо сформулировано. Надо было авторам задачи написать «использовать индукцию, такие-то утверждения и ни в коем случае не выводить этакие-то», но это слишком громоздко. Вот они и попались!