已知 $a_n=\dfrac{3^n}{3^n+2}$,求证:$a_1+a_2+\cdots +a_n>\dfrac{n^2}{n+1}$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    放缩
    >
    分析通项法
  • 题型
    >
    不等式
    >
    级数不等式的证明
【答案】
【解析】
分析\[\begin{split} a_n>\dfrac{n^2}{n+1}-\dfrac{(n-1)^2}{n}&\Leftarrow \dfrac{3^n}{3^n+2}>\dfrac{n^3-(n-1)^2(n+1)}{n(n+1)}\\ &\Leftarrow 3^n>2n^2+2n-2\\ &\Leftarrow n\geqslant 3,\end{split}\]因此有当 $n\geqslant 3$ 时,有\[\begin{split} a_1+a_2+\cdots a_n&>\dfrac 35+\dfrac 9{11}+\left(\dfrac {3^2}4-\dfrac {2^2}3\right)+\cdots +\left[\dfrac{n^2}{n+1}-\dfrac{(n-1)^2}{n}\right]\\ &=\dfrac{n^2}{n+1}-\dfrac 43+\dfrac 35+\dfrac 9{11}\\ &=\dfrac{n^2}{n+1}+\dfrac{14}{165}>\dfrac{n^2}{n+1},\end{split}\]而当 $n=1,2$ 时命题显然成立,因此原命题得证.
答案 解析 备注
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