已知 $a, b > 0$,求证:$\dfrac{1}{{a + b}} + \dfrac{1}{{a + 2b}} + \cdots + \dfrac{1}{{a + nb}} < \dfrac{n}{{\sqrt {\left( {a + \frac{1}{2}b} \right)\left( {a + \frac{{2n + 1}}{2}b} \right)} }}$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    常用不等式
    >
    柯西不等式
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    放缩
    >
    裂项放缩法
【答案】
【解析】
记不等式左侧为 $M$,则\[\begin{split}M^2&=\left( {\dfrac{1}{{a + b}} + \dfrac{1}{{a + 2b}} + \cdots + \dfrac{1}{{a + nb}}} \right)^2\\&\leqslant n \cdot \left[ {\dfrac{1}{{{{\left( {a + b} \right)}^2}}} + \dfrac{1}{{{{\left( {a + 2b} \right)}^2}}} + \cdots + \dfrac{1}{{{{\left( {a + nb} \right)}^2}}}} \right]\\&< n \cdot \left[ {\dfrac{1}{{\left( {a + \frac{1}{2}b} \right)\left( {a + \frac{3}{2}b} \right)}} + \dfrac{1}{{\left( {a + \frac{3}{2}b} \right)\left( {a + \frac{5}{2}b} \right)}} + \cdots \dfrac{1}{{\left( {a + \frac{{2n - 1}}{2}b} \right)\left( {a + \frac{{2n + 1}}{2}b} \right)}}} \right]\\&= \dfrac{n}{b} \cdot \left( {\dfrac{1}{{a + \frac{1}{2}b}} - \dfrac{1}{{a + \frac{{2n + 1}}{2}b}}} \right)\\&= \dfrac{n}{b} \cdot \dfrac{{nb}}{{\left( {a + \frac{1}{2}b} \right)\left( {a + \frac{{2n + 1}}{2}b} \right)}} \\&= \dfrac{{{n^2}}}{{\left( {a + \frac{1}{2}b} \right)\left( {a + \frac{{2n + 1}}{2}b} \right)}},\end{split}\]所以原命题得证.
答案 解析 备注
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