高中奥数 2022-01-16

2022-01-16-01

(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 数列与数学归纳法 冯志刚 习题一 P052 习题05)

设,,,.

证明:对任意正整数,都有.

证明

由条件,知,而结合初始条件及数学归纳法可知,对任意,有,从而时,有,结合知,对任意,有,所以,当时,有

由,知,即时,有.

现设当时,有,则由(1)知,故,即命题对成立.

获证.

2022-01-16-02

(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 数列与数学归纳法 冯志刚 习题一 P052 习题06)

设为正实数.证明:对任意,都有

证明

当时,由知命题成立.

现设题成立,即,则.

注意到

\begin{aligned} & \dfrac{1+a^{2}+\cdots+a^{2 n+2}}{a+a^{3}+\cdots+a^{2 n+1}}+\dfrac{a+a^{3}+\cdots+a^{2 n-1}}{1+a^{2}+\cdots+a^{2 n}} \\ =& \dfrac{1+a^{2}+\cdots+a^{2 n+2}}{a\left(1+a^{2}+\cdots+a^{2 n}\right)}+\dfrac{a+a^{3}+\cdots+a^{2 n-1}}{1+a^{2}+\cdots+a^{2 n}} \\ =& \dfrac{1+a^{2}+\cdots+a^{2 n+2}+a\left(a+a^{3}+\cdots+a^{2 n-1}\right)}{a\left(1+a^{2}+\cdots+a^{2 n}\right)} \\ =& \dfrac{\left(1+a^{2}+\cdots+a^{2 n}\right)+a^{2}\left(1+a^{2}+\cdots+a^{2 n}\right)}{a\left(1+a^{2}+\cdots+a^{2 n}\right)} \\ =& \dfrac{a^{2}+1}{a}\\ =&a+\dfrac{1}{a} \\ \geqslant& 2 . \end{aligned}

所以

即命题对成立,获证.

2022-01-16-03

(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 数列与数学归纳法 冯志刚 习题一 P052 习题07)

证明:对任意,,都有

证明

当时,由于,故,命题成立.

现设命题对成立,由均值不等式,即,于是

\begin{aligned} \lg\left(\left(n+1\right)!\right)&>\lg\left(\left(n!\right)\cdot 2\left(n!\right)^{\dfrac{1}{n}}\right)\\ &=\lg2+\dfrac{n+1}{n}\lg\left(n!\right)\\ &>lg2+\dfrac{n+1}{n}\times \dfrac{3n}{10}\left(\dfrac{1}{2}+\cdots+\dfrac{1}{n}\right)\\ &>\dfrac{3}{10}+\dfrac{3\left(n+1\right)}{10}\left(\dfrac{1}{2}+\cdots+\dfrac{1}{n}\right)\\ &=\dfrac{3\left(n+1\right)}{10}\left(\dfrac{1}{2}+\cdots+\dfrac{1}{n+1}\right) \end{aligned}

所以,命题对成立,获证.

2022-01-16-04

(来源: 数学奥林匹克小丛书 第二版 高中卷 数列与数学归纳法 冯志刚 习题一 P052 习题08)

正实数数列满足:对任意正整数,都有.证明:对任意,都有.

证明

当时,,而,故,即命题对成立.

现设命题对都成立,即,.

于是,解得,或,结合,知.

所以,命题对成立,获证.

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