高中数学——函数概念
已知f(1)=2。对于正整数n,f(n+1)=f(n)^2-f(n)+1。求证:1/f(1)+1/f(2)+…+1/(n)<1一楼,谢了。但是如果把数列变成函数的话过程变...
已知f(1)=2。对于正整数n,f(n+1)=f(n)^2-f(n)+1。求证:
1/f(1)+1/f(2)+ … +1/(n)<1
一楼,谢了。但是如果把数列变成函数的话过程变成怎样?最好要图 展开
1/f(1)+1/f(2)+ … +1/(n)<1
一楼,谢了。但是如果把数列变成函数的话过程变成怎样?最好要图 展开
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证
因已知 f(n+1)=[f(n)] ²- f(n)+1, 所以f(n+1) - f(n =[f(n)] ²- 2 f(n)+1= ( f(n)-1) ²≥0, 这说明f(n)随n递增而递增或相等, 但已知f(1)=2, 即f(n)最小值为2, 所以应为 f(n+1) - f(n =[f(n)] ²- 2 f(n)+1= ( f(n)-1) ²>0, 即f(n)随n递增而递增.
以下用 数学归纳法来证明:
⑴当n=1时, 因已知f(1)=2, 所以
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(n ))=1/(f(1))=1/2<1,
待证命题在n=1时成立;
⑵设待证命题对任一正整数k亦正确, 即
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k ))<1,
两边同加1/(f(k+1 )),得
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k))+1/(f(k+1))<1+1/(f(k+1))= (f(k+1)+1)/(f(k+1)). ①
由已知 f(n+1)=[f(n)] ²- f(n)+1得f(k+1)=[f(k)] ²- f(k)+1,转换为1= f(k+1)+ f(k)- [f(k)] ²,替换①式左边分子的一个1,则
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k))+1/(f(k+1))<(f(k+1)+f(k+1)+ f(k)- [f(k)] ²)/(f(k+1)) =2+( f(k)(1-f(k)))/(f(k+1)),②
f(n)随n递增而递增,f(k+1 )> f(k),替换法,将②式左边的一个f(k) 替换为f(k+1 ),则
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k))+1/(f(k+1))<(f(k+1)+f(k+1)+ f(k)- [f(k)] ²)/(f(k+1)) =2+( f(k)(1-f(k)))/(f(k+1 ))<2+( f(k+1 )(1-f(k)))/(f(k+1 ))=3- f(k)
因f(1)=2,f(n)随n递增而递增,所以f(k)≤2,所以
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k ))+1/(f(k+1 ))<1
即证明了当n=k+1时, 1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(n ))<1正确,结合1.的结论,即证:
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(n ))<1 (n∈N*,f(1)=2,f(n+1)=[f(n)] ²- f(n)+1).
因已知 f(n+1)=[f(n)] ²- f(n)+1, 所以f(n+1) - f(n =[f(n)] ²- 2 f(n)+1= ( f(n)-1) ²≥0, 这说明f(n)随n递增而递增或相等, 但已知f(1)=2, 即f(n)最小值为2, 所以应为 f(n+1) - f(n =[f(n)] ²- 2 f(n)+1= ( f(n)-1) ²>0, 即f(n)随n递增而递增.
以下用 数学归纳法来证明:
⑴当n=1时, 因已知f(1)=2, 所以
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(n ))=1/(f(1))=1/2<1,
待证命题在n=1时成立;
⑵设待证命题对任一正整数k亦正确, 即
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k ))<1,
两边同加1/(f(k+1 )),得
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k))+1/(f(k+1))<1+1/(f(k+1))= (f(k+1)+1)/(f(k+1)). ①
由已知 f(n+1)=[f(n)] ²- f(n)+1得f(k+1)=[f(k)] ²- f(k)+1,转换为1= f(k+1)+ f(k)- [f(k)] ²,替换①式左边分子的一个1,则
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k))+1/(f(k+1))<(f(k+1)+f(k+1)+ f(k)- [f(k)] ²)/(f(k+1)) =2+( f(k)(1-f(k)))/(f(k+1)),②
f(n)随n递增而递增,f(k+1 )> f(k),替换法,将②式左边的一个f(k) 替换为f(k+1 ),则
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k))+1/(f(k+1))<(f(k+1)+f(k+1)+ f(k)- [f(k)] ²)/(f(k+1)) =2+( f(k)(1-f(k)))/(f(k+1 ))<2+( f(k+1 )(1-f(k)))/(f(k+1 ))=3- f(k)
因f(1)=2,f(n)随n递增而递增,所以f(k)≤2,所以
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(k ))+1/(f(k+1 ))<1
即证明了当n=k+1时, 1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(n ))<1正确,结合1.的结论,即证:
1/(f(1)) +1/(f(2))+ … +1/(f(n ))<1 (n∈N*,f(1)=2,f(n+1)=[f(n)] ²- f(n)+1).
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