题目内容

13.求证:$\frac{1}{2}$<$\frac{1}{n+1}$+$\frac{1}{n+2}$+…+$\frac{1}{2n}$<1(n>1,n∈N*

分析 设f(n)=$\frac{1}{n+1}$+$\frac{1}{n+2}$+…+$\frac{1}{2n}$,求得f(n+1),作差,即可判断f(n)递增,可得f(n)>f(1)=$\frac{1}{2}$;再由f(n)中各项都小于$\frac{1}{n}$,累加即可得到f(n)<1,进而得证.

解答 证明:设f(n)=$\frac{1}{n+1}$+$\frac{1}{n+2}$+…+$\frac{1}{2n}$,
可得f(n+1)=$\frac{1}{n+2}$+$\frac{1}{n+3}$+…+$\frac{1}{2n}$+$\frac{1}{2n+1}$+$\frac{1}{2n+2}$,
即有f(n+1)-f(n)=$\frac{1}{2n+1}$+$\frac{1}{2n+2}$-$\frac{1}{n+1}$=$\frac{1}{2n+1}$-$\frac{1}{2n+2}$
=$\frac{1}{(2n+1)(2n+2)}$>0,
即有f(n)在n>1,n∈N*递增,
可得f(n)>f(1)=$\frac{1}{2}$;
又$\frac{1}{n+1}$<$\frac{1}{n}$,$\frac{1}{n+2}$<$\frac{1}{n}$,…,$\frac{1}{2n}$<$\frac{1}{n}$,
可得f(n)<n•$\frac{1}{n}$=1,
综上可得,$\frac{1}{2}$<f(n)<1.
故原不等式成立.

点评 本题考查不等式的证明,注意运用数列的单调性和不等式的性质,考查推理能力,属于中档题.

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