问题 解答题
已知f(x)=
xn-x-n
xn+x-n
,n∈N*,试比较f(
2)
n2-1
n2+1
的大小,并且说明理由.
答案

f(

2
)=
(
2
)
n
-(
2
)
-n
(
2
)
n
+(
2
)
-n
=
2n-1
2n+1
=1-
2
2n+1

n2-1
n2+1
=1-
2
n2+1

f(

2
)与
n2-1
n2+1
的大小等价于2n与n2的大小.

当n=1时,21>12;当n=2时,22=22

当n=3时,23<32;当n=4时,24=42

当n=5时,25>52

猜想当n≥5时,2n>n2

以下用数学归纳法证明:

①当n=5时,由上可知不等式成立;

②假设n=k(k≥5)时,不等式成立,即2k>k2,则

当n=k+1时,2k+1=2•2k>2k2

又∵2k2-(k+1)2=(k-1)2-2>0(∵k≥5),即2k+1>(k+1)2

∴n=k+1时,不等式成立.

综合①②对n≥5,n∈N*不等式2n>n2成立.

∴当n=1或n≥5时,f(

2
)>
n2-1
n2+1

当n=3时,f(

2
)<
n2-1
n2+1

当n=2或4时,f(

2
)=
n2-1
n2+1

单项选择题 A1/A2型题
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