難題 設ann n 1 ,證明Sn n ln n

2022-05-20 17:37:45 字數 1257 閱讀 3583

1樓:匿名使用者

即證n-[1/2+1/3+1/4+……+1/(n+1)]<n-ln[(n+2)/2]

1/2+1/3+1/4+……+1/(n+1)>ln[(n+2)/2]

方法1:可用數學歸納法。

n=1時,左邊-右邊=1/2-ln(3/2)=1/2*[1-ln(9/4)]>0,左邊》右邊成立。

假設當n=k(k≥1)時有1/2+1/3+1/4+……+1/(k+1)>ln[(k+2)/2]。則當n=k+1時,有

左邊=1/2+1/3+1/4+……+1/(k+1)+1/(k+2)>ln[(k+2)/2]+1/(k+1)=ln[(k+3)/2]-+1/(k+1)=ln[(k+3)/2]-ln[(k+3)/(k+2)]+1/(k+1)=ln[(k+3)/2]-ln[1+1/(k+2)]+1/(k+1)

考慮函式f(x)=ln(1+x)-x,顯然f(0)=0,當x>0時f'(x)=1/(1+x)-1<0,故f(x)在x>0時嚴格單調遞減,於是有x>0時ln(1+x)ln[(k+3)/2]-1/(k+2)+1/(k+1)=ln[(k+3)/2]+1/[(k+2)*(k+1)]>ln[(k+3)/2]=右邊。

於是對於所有的n∈n,都有1/2+1/3+1/4+……+1/(n+1)>ln[(n+2)/2]成立。於是原命題得證。

:方法2:設sn=1/2+1/3+1/4+……+1/(n+1)-ln[(n+2)/2],則

s(n+1)-sn=1/(n+2)-ln[(n+3)/2]+ln[(n+2)/2]=1/(n+2)-ln[1+1/(n+2)]

同樣的,考慮函式f(x)=ln(1+x)-x,顯然f(0)=0,當x>0時f'(x)=1/(1+x)-1<0,故f(x)在x>0時嚴格單調遞減,於是有x>0時ln(1+x)1/(n+2)-1/(n+2)=0

於是s(n)為單調遞增數列。則s(n)>s1=1/2-ln(3/2)>0,於是有1/2+1/3+1/4+……+1/(n+1)-ln[(n+2)/2]>0,得1/2+1/3+1/4+……+1/(n+1)>ln[(n+2)/2]。命題得證。

2樓:匿名使用者

不妨設數列bn的和tn為n-ln((n+2)/2)bn=tn-t(n-1)=1-ln(1+1/(n+1))bn-an=1/(n+1)-ln(1+1/(n+1)).......1式

對於這個不等式應該很清楚吧?

令f(x)=x-ln(x+1)(x>0)

f'(x)=x/(x+1)>0

f(x)>f(0)=0

所以令x=1/(n+1)

故原不等式得證。

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