对任意正整数 $n$,设 $a_n$ 是方程 $x^2+\dfrac xn=1$ 的正根.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的性质
    >
    数列的单调性
  • 题型
    >
    不等式
    >
    级数不等式的证明
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    放缩
    >
    利用递推式变形放缩
  1. 求证:$a_{n+1}>a_n$;
    标注
    • 知识点
      >
      数列
      >
      数列的性质
      >
      数列的单调性
    答案
    解析
    显然有 $0<a_n<1$.根据题意,有$$(n+1)a_{n+1}^2+a_{n+1}=n+1,na_n^2+a_n=n,$$两式相减得$$n(a_{n+1}^2-a_n^2)+a_{n+1}^2+a_{n+1}-a_n=1,$$即$$(a_{n+1}-a_n)\cdot\left[n(a_{n+1}+a_n)+1\right]=1-a_{n+1}^2>0,$$因此 $a_{n+1}>a_n$.
  2. 求证:$\dfrac{1}{2a_2}+\dfrac{1}{3a_3}+\cdots +\dfrac{1}{na_n}<1+\dfrac 12+\dfrac 13+\cdots +\dfrac 1n$.
    标注
    • 题型
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      不等式
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      级数不等式的证明
    • 知识点
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      不等式
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      放缩
      >
      利用递推式变形放缩
    答案
    解析
    由于$$na_n^2+a_n=n,$$于是$$na_n=\dfrac{n}{a_n}-1>n-1,$$因此$$\dfrac{1}{na_n}<\dfrac{1}{n-1},$$于是$$\dfrac{1}{2a_2}+\dfrac{1}{3a_3}+\cdots +\dfrac{1}{na_n}<1+\dfrac 12+\cdots +\dfrac 1{n-1},$$原不等式得证.
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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