如何證明這個有關調和級數的不等式?

時間 2021-06-04 21:47:14

1樓:高考數學呆哥

這題貌似涉及到一點簡單計算,所以我覺得與其當成數分題來寫的話,不如當作高中題來寫。

第二題太簡單,就不寫了,把調和級數單獨放在一邊的時候,另一邊在 4" eeimg="1"/>時是小於0的,故前三項可以通過列舉寫出,後四項直接根據調和級數大於0即可。

第一題,可知 0" eeimg="1"/>時,有: ,這個通過帕德逼近進行一些簡單的放縮即可得到。

1" eeimg="1"/>時,有 \ln n + \frac} + \frac\] " eeimg="1"/>

所以 4\] " eeimg="1"/>時,有:

\ln n + \frac} + \frac > \frac}} > n\left[ \right)}^}} - 1} \right]\] " eeimg="1"/>

第二個不等式是高中水平,由於 時, 明顯是比 高階的無窮大量,所以是很可能成立的,因此放心求導(實際上作差後即可證明 4\] " eeimg="1"/>時遞增,所以只需要在 之前的部分對 和 比較一下,在之後的部分對4處估值)

實際上,我們容易發現,如果取 在 時的二階 展開,即無窮處的泰勒展開時,會得到 3" eeimg="1"/>時,有:

\ln n + \frac} + \frac > \ln n + \frac^2}n + 2}}} < n\left[ \right)}^}} - 1} \right]\] " eeimg="1"/>

意味著反向了,但若是調整 展開的低階項係數,可以得到

\ln n + \frac} + \frac > \ln n + \frac^2}n + 3}}} > n\left[ \right)}^}} - 1} \right]\] " eeimg="1"/>

這種無窮處調常數階的方法曾被我用於得到 級數(同階下只有乙個方向)的另乙個方向的參考式,對於高中裡的不少題目也有著一些奇效,如果能學習的話自然也是很不錯的。

這個題我就不詳細證明了,只是提供一下高中生角度的解法,實際解起來也就是估值+不等式證明這樣子,而在大學生競賽考場中大概這樣寫是不合適的。

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