本题导读

本题考查数列不等式的放缩证明与数列极限的 - 定义证明。核心在于用 的上下界放缩求和。

📌【题干】

Question

(1985年全国卷(理)) 设 ().

(1) 证明:不等式 对所有的正整数 都成立;

(2) 设 (),用定义证明:.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 第 (1) 问:用 对通项放缩,再求和。
  2. 第 (2) 问:把第 (1) 问结论同除以 ,得到 ,再用 - 定义论证。

✅【答案】

Success

(1) 证明见解析

(2)

✍【详细解析】

Abstract

(1) 对任意正整数 ,有 , 且由均值不等式,。 故 。 令 相加,得 , 即 。 故 对一切正整数 成立。

(2) 由 (1),同除以 得 , 即 ,故 ,从而 。 任给 ,取 ,则当 时,。 由数列极限的定义,。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 两端放缩: 的下界用 ,上界用均值不等式 ,求和后自然夹出 与 。
  • - 闭环:第 (2) 问须严格写出”任给 ,取 ,当 时……”的完整逻辑链,不能直接套夹逼定理。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:源于1985年全国卷,考查数列求和与放缩法。通项 介于 与 之间,本质是均值不等式与裂项求和思想,为后续极限定义作铺垫。

  2. 结论推广:对 ,有 ,从而 。

  3. 方法推广:求和式夹逼,先对通项两端放缩为可求和的形式,再对和式取极限。

🔗【关联脉络】

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