22年高考全国新课标 II 卷 第22题(压轴题)

已知函数 f(x)=xeaxexf(x)=x\mathrm{e}^{ax}-\mathrm{e}^{x}

(3)设 nNn\in \mathbf{N}^{*},证明:112+1+122+2++1n2+n>ln(n+1)\dfrac{1}{\sqrt{1^{2}+1}}+\dfrac{1}{\sqrt{2^{2}+2}}+\dots+\dfrac{1}{\sqrt{n^{2}+n}}>\ln(n+1)

第三问失败的方法

利用 n(n+1)<(n+1)2n(n+1) \lt (n+1)^2,得到 1n2+n>1n+1\dfrac{1}{\sqrt{n^{2}+n}} \gt \frac{1}{n+1}

利用x>ln(x+1)x\gt ln(x+1) 得到 1n+1>ln(1+1n+1)\frac{1}{n+1} \gt ln(1+ \frac{1}{n+1})

1n+1>ln(n+2)ln(n+1)1n>ln(n+1)ln(n)12>ln(3)ln(2)\begin{aligned} \frac{1}{n+1} &\gt ln(n+2)-ln(n+1) \\ \frac{1}{n} &\gt ln(n+1)-ln(n) \\ &\vdots \\ \frac{1}{2} &\gt ln(3)-ln(2) \end{aligned}

最后得到了 原式>ln(n+2)ln2原式 \gt ln(n+2)-ln2

ln(n+2)ln2 ltln(n+1)ln(n+2)-ln2 \ lt ln(n+1)

说明是 放缩过度\colorbox{yellow}{\(放缩过度\)}

已知函数 f(x)=xeaxexf(x)=x\mathrm{e}^{ax}-\mathrm{e}^{x}

(3)设 nNn\in \mathbf{N}^{*},证明:112+1+122+2++1n2+n>ln(n+1)\dfrac{1}{\sqrt{1^{2}+1}}+\dfrac{1}{\sqrt{2^{2}+2}}+\dots+\dfrac{1}{\sqrt{n^{2}+n}}>\ln(n+1)

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