求证 [1+1/(2n)]^n<2 其中n为正整数

王朝知道·作者佚名  2009-08-14
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分類: 教育/學業/考試 >> 高考
 
參考答案:

1。用放缩法

[1+1/(2n)]^n=[(2n+1)/2n]^n

<[2n/(2n-1)]*[(2n-1)/(2n-2)]……*[(n+2)/(n+1)][(n+1)/n]=2

也可以求下界

[1+1/(2n)]^n

>=[(2n+1)/2n]*[(2n+2)/(2n+1)]*[(2n+3)/(2n+2)]...[(3n-1)/3n]=3/2

以上两种用的是放缩法

2. 关于本题的扩展

其实<2是很不紧凑的,因为我们对每一项都进行了放缩。

那么那个数最紧凑呢,是sqrt(e) e是自然对数中出现的那个,sqrt表示根号

如果你学过极限和导数,可以这么做

e=lim(x→+∞)(1+1/x)^x

lim(n→+∞)(1+1/2n)^n=lim(n→+∞)sqrt[(1+1/2n)^2n]=sqrt(e)

然后只要证明(1+1/2n)^n单调递增即可,这里你可以对(1+1/2n)^n求导,当然这个求导有难度。

而因为n是正整数,你只要证明[1+1/(2n)]^n<[1+1/(2n+2)]^(n+1)

这里可以用基本不等式,是个很好的放缩,演示给你看一下,希望你对放缩发有启发。

要证明[1+1/(2n)]^n<[1+1/(2n+2)]^(n+1)

只要证明[1+1/(2n)]^2n<[1+1/(2n+2)]^(2n+2)

只要证明[1+1/(x)]^x<[1+1/(x+1)]^(x+1) x是正整数

1+1/(x+1)=1/x+1/x+...+1/x+1>(x+1)个(x+1)次根号下[(1/x)^x*1/(x+1)]

[然后将x+1放到根号中去]

=(x+1)次根号下[(x+1/x)^x]

1+1/(x+1)>(x+1)次根号下[(x+1/x)^x]

(1+1/(x+1))^(x+1)>(x+1/x)^x

这样就可以证明其单调性了

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