已知数列 $a_1=\dfrac 12$,$a_{n+1}=\dfrac{na_n+a_n^2}{n+1}$,$b_n=na_n$.
【难度】
【出处】
【标注】
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    数列
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    数列的性质
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    数列的单调性
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    数列
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    数列的性质
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    数列的有界性
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    代数变形
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    代数式的形
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    分拆与裂项
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    不等式
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    放缩
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    裂项放缩法
  1. 求证:$\{a_n\}$ 是递减数列;
    标注
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      数列
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      数列的性质
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      数列的单调性
    答案
    解析
    利用数学归纳法易证 $\forall n\in\mathbb N^*,a_n<1$,于是\[\dfrac{a_{n+1}}{a_n}=\dfrac{n+a_n}{n+1}<1,\]命题得证.
  2. 对任意的 $n\in\mathbb N^*$,都有 $b_n\leqslant \dfrac 32$.
    标注
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      分拆与裂项
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      不等式
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      放缩
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      裂项放缩法
    答案
    解析
    根据题意,有\[b_{n+1}=b_n+\dfrac{b_n^2}{n^2},\]于是\[\dfrac{1}{b_n}-\dfrac{1}{b_{n+1}}=\dfrac{1}{b_n+n^2}.\]当 $n\geqslant 2$ 时,有\[\begin{split}
    \dfrac{1}{b_1}-\dfrac{1}{b_n}&=\dfrac{1}{b_1+1^2}+\dfrac{1}{b_2+2^2}+\cdots+\dfrac{1}{b_{n-1}+(n-1)^2}\\
    &\leqslant \dfrac 23+\sum_{k=2}^{n-1}\dfrac{1}{-\dfrac 14+k^2}\\
    &< \dfrac 43,
    \end{split}\]因此有\[\dfrac{1}{b_n}\geqslant \dfrac{1}{b_1}-\dfrac 43=\dfrac 23,\]即 $b_n\leqslant \dfrac 32$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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