题目内容

7.证明不等式:1+$\frac{3}{5}$+$\frac{7}{9}$+…+$\frac{2^n-1}{{3}^{n}-{2}^{n}}$<3.

分析 由$\frac{2^n-1}{{3}^{n}-{2}^{n}}$=$\frac{{2}^{n-1}+{2}^{n-2}+…+1}{{3}^{n-1}+{3}^{n-2}•2+…+{2}^{n-1}}$,再证$\frac{2^n-1}{{3}^{n}-{2}^{n}}$≤$\frac{{2}^{n-1}}{{3}^{n-1}}$,由等比数列的求和公式和不等式的性质,即可得证.

解答 证明:$\frac{2^n-1}{{3}^{n}-{2}^{n}}$=$\frac{{2}^{n-1}+{2}^{n-2}+…+1}{{3}^{n-1}+{3}^{n-2}•2+…+{2}^{n-1}}$,
由3n-1(2n-1+2n-2+…+1)-2n-1(3n-1+3n-2•2+…+2n-1
=(3n-1•2n-2-2n-1•3n-2•2)+…+(3n-1-4n-1
=3n-2•2n-2(3-4)+…+(3n-1-4n-1)≤0,
当n=1取得等号,
即有$\frac{2^n-1}{{3}^{n}-{2}^{n}}$≤$\frac{{2}^{n-1}}{{3}^{n-1}}$,
则1+$\frac{3}{5}$+$\frac{7}{9}$+…+$\frac{2^n-1}{{3}^{n}-{2}^{n}}$<1+$\frac{2}{3}$+$\frac{4}{9}$+…+$\frac{{2}^{n-1}}{{3}^{n-1}}$
=$\frac{1-(\frac{2}{3})^{n}}{1-\frac{2}{3}}$=3-3•$(\frac{2}{3})^{n}$<3.
故原不等式成立.

点评 本题考查不等式的证明,考查放缩法证明不等式的方法,以及等比数列的求和公式和不等式的性质,属于中档题.

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