MT【198】连乘积放缩
(2018中科大自招最后一题)
设$a_1=1,a_{n+1}=\left(1+\dfrac{1}{n}\right)^3(n+a_n)$证明:
(1)$a_n=n^3\left(1+\sum\limits_{k=1}^{n-1}\dfrac{1}{k^2}\right);
(2)\prod\limits_{k=1}^n\left(1+\dfrac{k}{a_k}\right)<3$
证明:
1)数学归纳法,略.
$k=1$时候显然成立,$k\ge2$时有如下漂亮的连乘积放缩:
\begin{align*}
\prod\limits_{k=1}^n\left(1+\dfrac{k}{a_k}\right)&=\prod\limits_{k=1}^n\left(1+\dfrac{1}{k^2(1+\sum\limits_{m=1}^{k-1}\frac{1}{m^2})}\right)\\
&<\prod\limits_{k=1}^n(1+\dfrac{1}{k^2\left(2-\frac{1}{k}\right)})\\
&=\prod\limits_{k=1}^{n}{\dfrac{2k^2-k+1}{2k^2-k}}\\
&<2\prod_{k=2}^{n}{\dfrac{k(2k-1)}{(k-1)(2k+1)}}\\
&=\dfrac{6n}{2n+1}\\
&<3
\end{align*}
如果证明$<8$则变为一道难度降为高考题的题,可以解答如下:
由于
\begin{align*}
\sum\limits_{k=1}^n\dfrac{k}{a_k}& =\sum\limits_{k=1}^n\dfrac{k}{k^3\left(1+\sum\limits_{m=1}^{k-1}\frac{1}{m^2}\right)} \\
& <\sum\limits_{k=1}^n\dfrac{1}{k^2\left(2-\frac{1}{k}\right)}\\
&=\sum\limits_{k=1}^n\dfrac{1}{2k^2-k}\\
&<\sum\limits_{k=1}^n\dfrac{1}{2(k-\frac{3}{4})(k+\frac{1}{4})}\\
&=2-\dfrac{1}{2n+1/2}\\
&<2
\end{align*}
故
\begin{align*}
\prod\limits_{k=1}^n\left(1+\dfrac{k}{a_k}\right)& \le\left(\dfrac{\sum\limits_{k=1}^n{(1+\dfrac{k}{a_k}})}{n}\right)^n \\
& <\left(1+\dfrac{2}{n}\right)^n\\
&<e^2<8
\end{align*}
改为$<8$后本质上考察了下面这个重要的极限:
$\lim\limits_{n\longrightarrow +\infty}{(1+\dfrac{1}{n})^n}=e$
练习:证明存在:$n\in N,\prod\limits_{k=1}^n\left(\dfrac{k^2}{k^2+1}\right)<\dfrac{2}{7}$
MT【198】连乘积放缩的更多相关文章
- MT【26】ln(1+x)的对数平均放缩
评:1.某种程度上$ln(1+x)\ge \frac{2x}{2+x}$是最佳放缩. 2.这里涉及到分母为幂函数型的放缩技巧,但是不够强,做不了这题.
- MT【167】反复放缩
已知数列$\{a_n\}$满足:$a_1=1,a_{n+1}=a_n+\dfrac{a_n^2}{n(n+1)}$1)证明:对任意$n\in N^+,a_n<5$2)证明:不存在$M\le4$, ...
- MT【71】数列裂项放缩题
已知${a_n}$满足$a_1=1,a_{n+1}=(1+\frac{1}{n^2+n})a_n.$证明:当$n\in N^+$时, $(1)a_{n+1}>a_n.(2)\frac{2n}{n ...
- MT【53】对数平均做数列放缩
[从最简单的做起]--波利亚 请看下面三道循序渐进不断加细的题. 评:随着右边的不断加细,解决问题的方法也越来越"高端".当然最佳值$ln2$我们可以用相对 容易的方法来证明: $ ...
- MT【22】一道分母为混合型的放缩
评:指数函数增长>幂函数增长>对数函数增长.
- MT【11】对数放缩题
解答:C 评论:这里讲几个背景知识
- 多点触摸(MT)协议(翻译)
参考: http://www.kernel.org/doc/Documentation/input/multi-touch-protocol.txt 转自:http://www.arm9home.ne ...
- leetcode 198
198. House Robber You are a professional robber planning to rob houses along a street. Each house ha ...
- /MT、/MD编译选项,以及可能引起在不同堆中申请、释放内存的问题
一.MD(d).MT(d)编译选项的区别 1.编译选项的位置 以VS2005为例,这样子打开: 1) 打开项目的Property Pages对话框 2) 点击左侧C/C ...
随机推荐
- jqgrid 将列头设置为超链接或按钮
有时,需要将某个列头设置为超链接或按钮,点击超链接或按钮能够跳转至其他页面(或执行一个事件操作). 可以把 label 值设置成一个a标签或button 代码如下: colModel: [{ labe ...
- 如何优雅的使用mybatis
原文:https://blog.csdn.net/gebitan505/article/details/54929287 这两天启动了一个新项目因为项目组成员一直都使用的是mybatis,虽然个人比较 ...
- Exp1 逆向与bof基础
20155332<网络对抗>Exp1 逆向与bof基础 1.实验目的 本次实践的对象是一个名为pwn1的linux可执行文件. 该程序正常执行流程是:main调用foo函数,foo函数会简 ...
- HTTPUTILS
maven依赖 <dependency> <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId> <artifactId&g ...
- 让vim成为VS的编辑器
编辑代码是还是感觉vim的比较方便--于是让vim成为VS的编辑器. 发现,安装了VsVim之后,也不失VS的便捷性,相当不错呢-- 对了我用的是VS2012---- 1.菜单栏->工具-> ...
- STM32烧录的常用方式
stm32烧录常用的方式一般为ST-LINK(或者J-tag)下载仿真和ISP下载 一.仿真器下载 仿真器分为J-TAG和SWD仿真,SWD仿真只需要4根线(VCC.GND.CLK.DATA)就可以了 ...
- Android AccessibilityService(辅助服务) 使用示例
1.前言 网上关于Android辅助服务的使用方式已经非常丰富了,所以也不在乎再多我这一篇了:-D.有同学说这是重复造轮子,题主很同意,但反过来说,如果自己没有能力造出轮子,还对重复造轮子嗤之以鼻,那 ...
- 【分享】熟练的Java程序员应该掌握哪些技术?
Java程序员应该掌握哪些能力才能算是脱离菜鸟达到熟练的程度? 1.语法:Java程序员必须比较熟悉语法,在写代码的时候IDE的编辑器对某一行报错应该能够根据报错信息 知道是什么样的语法错误并且知道任 ...
- 区块链学习:Windows下搭建以太坊私有链环境
一:安装geth客户端 Windows要求必须是64位系统,从官方网站下载编译好的win64客户端,下载解压后只有一个Geth.exe问价,运行安装即可,下载地址如下: https://github. ...
- 微软职位内部推荐-Senior Software Engineer-DUT
微软近期Open的职位: Document Understanding and Task (DUT) team in STCA focuses on semantic understanding an ...