本题导读

本题是 2014 年安徽理科压轴题,综合性极强。第一问要求证明经典的伯努利不等式;第二问则以此为基础,考查学生对递推数列性质(单调性、有界性)的深度证明能力,体现了向高等数学“数列极限”过渡的数学思想。

📌【题干】

Question

(2014年安徽卷(理)) 设实数 ,整数 ,.

(1) 证明:当 且 时,;

(2) 数列 满足 ,,证明:.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问分析:本问即证明伯努利不等式。对于正整数指数 ,最直接的方法是使用数学归纳法。也可以通过构造函数 并求导来证明其最小值。

  2. 第二问分析:

    • 证明 (有界性):

      利用数学归纳法。关键步骤是将 变形,利用第一问的结论。

      注意到 ,设 ,尝试利用第一问的指数形式。

    • 证明 (单调性):

      考察 。

      只要 (即 ),则单调性自然成立。

✅【答案】

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综上所述,对一切整数 ,不等式均成立。;综上所述,

✍【详细解析】

Abstract

(1) 证明:

使用数学归纳法证明 ()。

  1. 当 时,。

    因为 ,所以 ,故 ,结论成立。

  2. 假设当 () 时,结论成立,即 。

    当 时,由于 ,则 。

    。

    因为 ,所以 。

    即当 时结论也成立。

    综上所述,对一切整数 ,不等式均成立。

(2) 证明:

第一步:证明

使用数学归纳法。

  1. 当 时,已知 ,结论成立。

  2. 假设当 时, 成立。

    则 。

    令 。因为 ,所以 。

    根据(1)中的结论,。

    这里反向使用:。

    化简左边:。

    所以 。

    由归纳法知, 对一切 均成立。

第二步:证明

考虑差值:

因为 ,所以 ,且 。

故 ,即 。

综上所述,。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:伯努利不等式及递推数列的单调性与有界性。

  2. 核心方法:第一问用数学归纳法证伯努利不等式;第二问用归纳法结合第一问证有界与单调。

  3. 避坑指南:注意审题与运算细节。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 伯努利不等式 与数列极限思想。

  2. 结论推广: ()。

  3. 方法推广: 递推数列单调有界性可用数学归纳法结合已知不等式证明。

🔗【关联脉络】

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