问题 解答题
已知Sn=1+
1
2
+
1
3
+…+
1
n
,(n∈N*),设f (n)=S2n+1-Sn+1,试确定实数m的取值范围,使得对于一切大于1的自然数n,不等式f(n)>[logm(m-1)]2-
11
20
[log(m-1)m]2
恒成立.
答案

由题意,f(n)=S2n+1-Sn+1=

1
n+2
+
1
n+3
+…+
1
2n+1
(n∈N*)

∵函数f(n)为增函数,

∴f(n)min=f(2)=

9
20

要使对于一切大于1的正整数n,不等式f(n)>[logm(m-1)]2-

11
20
[log(m-1)m]2恒成立.

所以只要

9
20
[logm(m-1)]2-
11
20
[log(m-1)m]2
成立即可.

m>0.m≠1
m-1>0,m-1≠1
,得m>1且m≠2

此时设[logm(m-1)]2=t,则t>0

于是

9
20
>t-
11
20
t>0
,解得0<t<1

由此得0<[logm(m-1)]2<1

解得m>

1+
5
2
且m≠2.

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