题目内容
(本小题满分10分)
设数列
满足:
.
(1)证明:
对
恒成立;
(2)令
,判断
与
的大小,并说明理由.
设数列
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163612838263.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163612869770.gif)
(1)证明:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163612901490.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163612916380.gif)
(2)令
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163612994656.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613010215.gif)
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(1)证明略
(2)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613057402.gif)
解:(1)证法一:当
时,
,不等式成立,
假设
时,
成立 (2分),
当
时,
.(5分)
时,
时成立
综上由数学归纳法可知,
对一切正整数成立 (6分)
证法二:当
时,
,结论成立;
假设
时结论成立,即
(2分)当
时,
由函数
的单增性和归纳假设有
(4分),
因此只需证:
,
而这等价于
,
显然成立,所以当
是,结论成立;
综上由数学归纳法可知,
对一切正整数成立 (6分)
证法三:由递推公式得
,
(2分)
上述各式相加并化简得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636148511045.gif)
(4分)
又
时,
显然成立, 故
(6分)
(2)解法一:
(8分)
(10分)
又显然
,故
成立 (12分)
解法二:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615116388.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615147601.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615163750.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636151781051.gif)
(由(1)的结论)(8分)
(10分)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636152411222.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636153031005.gif)
所以
(12分)
解法三:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615443703.gif)
(8分)
(10分)
故
,因此
(12分)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613337232.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613447528.gif)
假设
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613649346.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613852481.gif)
当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613993390.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636140711029.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614086389.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614102620.gif)
综上由数学归纳法可知,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163612901490.gif)
证法二:当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613337232.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614195610.gif)
假设
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613649346.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613852481.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613993390.gif)
由函数
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614336534.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614367844.gif)
因此只需证:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614398791.gif)
而这等价于
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636144141054.gif)
显然成立,所以当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613993390.gif)
综上由数学归纳法可知,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163612901490.gif)
证法三:由递推公式得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614476591.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614492974.gif)
上述各式相加并化简得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636148511045.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614866669.gif)
又
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613337232.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163612901490.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614929652.gif)
(2)解法一:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636149441497.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636149751623.gif)
又显然
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163614991541.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613057402.gif)
解法二:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615116388.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615147601.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615163750.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636151781051.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636152091142.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636152251386.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636152411222.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636153031005.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613057402.gif)
解法三:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615443703.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615459791.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231636156461186.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615662692.gif)
故
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163615709427.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823163613057402.gif)
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