已知 ${a_1}={\rm{e}}$,${a_{n+1}}={a_n}-\ln {a_n}$.
【难度】
【出处】
无
【标注】
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求证:$1<{a_{n+1}}<{a_n} \leqslant {\rm{e}}$;标注答案略解析记函数 $f(x)=x-\ln x$,则 $f(x)$ 在 $(1,+\infty)$ 上单调递增,于是容易归纳证明\[1<a_n\leqslant {\rm e},\]进而\[a_{n+1}-a_n=-\ln a_n<0,\]因此原命题得证.
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求证:$\displaystyle \sum_{k=1}^n\dfrac{a_k-a_{k+1}}{a_k\sqrt{a_k}}<1$.标注答案略解析根据题意,有\[\begin{split}\sum_{k=1}^n\dfrac{x_k-x_{k+1}}{x_k\sqrt{x_k}}&<\sum_{k=1}^n\left[\dfrac{\sqrt{x_{k}}-\sqrt{x_{k+1}}}{\sqrt{x_k\cdot x_{k+1}}}\cdot \dfrac{\left(\sqrt{x_k}+\sqrt{x_{k+1}}\right)\cdot \sqrt{x_{k+1}}}{x_k}\right]\\
&<2\sum_{k=1}^n\left(\dfrac{1}{\sqrt{x_{k+1}}}-\dfrac{1}{\sqrt{x_k}}\right)\\
&<2\left(1-\dfrac{1}{\sqrt{\rm e}}\right)<1.\end{split}\]事实上,这种方法得到的上界约为 $0.7870$
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