问题 解答题
已知不等式
1
2
+
1
3
+…+
1
n
1
2
[log2n]
,其中n为大于2的整数,[log2n]表示不超过log2n的最大整数.设数列{an}的各项为正,且满足a1=b(b>0),an
nan-1
n+an-1
,n=2,3,4,….证明:an
2b
2+b[log2n]
,n=3,4,5,….
答案

证明:设f(n)=

1
2
+
1
3
+
1
n
,首先利用数学归纳法证不等式an
b
1+f(n)b
,n=3,4,5.

(ⅰ)当n=3时,由a3

3a2
3+a2
=
3
3
a2
+1
3
3•
2+a1
2a1
+1
=
b
1+f(3)b
,知不等式成立.

(ⅱ)假设当n=k(k≥3)时,不等式成立,即ak

b
1+f(n)b
,则ak+1
(k+1)ak
(k+1)+ak
=
k+1
k+1
ak
+1
k+1
(k+1)•
1+f(k)b
b
+1
=
(k+1)b
(k+1)+(k+1)f(k)b+b
=
b
1+(f(k)+
1
k+1
)b
=
b
1+f(k+1)b

即当n=k+1时,不等式也成立.

由(ⅰ)(ⅱ)知,an

b
1+f(n)b
,n=3,4,5..

又由已知不等式得an

b
1+
1
2
[log2n]b
=
2b
2+b[log2n]
,n=3,4,5,…

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