已知 $n\in\mathbb N^*$,求证:$\dfrac{1}{1^2}+\dfrac{1}{2^2}+\dfrac{1}{3^2}+\cdots+\dfrac{1}{n^2}<\dfrac 53$.
【难度】
【出处】
2015年北京大学优秀中学生体验营综合测试数学科目试题
【标注】
  • 题型
    >
    不等式
    >
    级数不等式的证明
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    放缩
    >
    裂项放缩法
【答案】
【解析】
由\[\forall n\in\mathbb N^*,\dfrac{1}{n^2}<\dfrac{1}{n-\dfrac 12}-\dfrac{1}{n+\dfrac 12}\]可得\[\begin{split}\dfrac{1}{1^2}+\dfrac{1}{2^2}+\dfrac{1}{3^2}+\cdots+\dfrac{1}{n^2}&<1+\dfrac{1}{2-\dfrac 12}-\dfrac{1}{2+\dfrac 12}+\dfrac{1}{3-\dfrac 12}-\dfrac{1}{3+\dfrac 12}+\cdots+\dfrac{1}{n-\dfrac 12}-\dfrac{1}{n+\dfrac 12}\\&=\dfrac 53-\dfrac{1}{n+\dfrac 12}\\&<\dfrac 53,\end{split}\]故原命题得证.
答案 解析 备注
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