问题 解答题
设数列{an}是各项均为正数的等比数列,Sn为其前n项和,m、n、p均为正整数,且满足m+n=2p,求证:
1
S2m
+
1
S2n
2
S2p
答案

当各项均为正数的等比数列{an}的公比q=1时,

1
S2m
+
1
S2n
=
1
(ma1)2
+
1
(na1)2
=
1
a12
1
m2
+
1
n2
)≥
1
a12
×
2
mn

∵m、n、p均为正整数,且满足m+n=2p,

∴2p≥2

mn

2
p2
2
mn

1
a12
2
p2
1
a12
2
mn
,又
2
S2p
=
1
a12
2
p2

1
S2m
+
1
S2n
2
S2p

当q≠1时,

1
S2m
=
(1-q)2
a12(1-qm)2
1
S2n
=
(1-q)2
a12(1-qn)2
1
S2p
=
(1-q)2
a12(1-qp)2

要证

1
S2m
+
1
S2n
2
S2p
,只需证
1
(1-qm)2
+
1
(1-qn)2
2
(1-qp)2

1
(1-qm)2
+
1
(1-qn)2
2
(1-qm)(1-qn)

∴只需证(1-qm)•(1-qn)≤(1-qp2

即证-qm-qn+qm+n≤-2qp+q2p,∵m+n=2p,

∴只需证qm+qn≥2qp

∵qm+qn≥2

qm•qn
=2
qm+n
=2q
m+n
2
=2qp成立,

∴q≠1时,原结论成立.

综上所述,

1
S2m
+
1
S2n
2
S2p

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