
n为正整数,求证:4n/(4 n∧2+1)>ln(2n+1)/(2n-1)
很明显左右两式都大于零所以我们用左边除以右边在证明其小于1即可,左式除以右式得
(8*x^2)/((4*x^2+1)*ln(2*x+1))-(4*x)/((4*x^2+1)*ln(2*x+1)),求导得
((32*x^3+48*x^2+8*x-4)*ln(2*x+1)-64*x^4+32*x^3-16*x^2+8*x)/((32*x^5+16*x^4+16*x^3+8*x^2+2*x+1)*ln(2*x+1)^2)
开玩笑,根本求不出来
这时我们就要对上式进行简化,我们发现
4*x^2+1<4*x^2+1
所以4*x^2/(4*x^2+1)<4*x/(4*x^2)=1/x,因此要证明原式,只要证明
1/x<ln(2*x+1)/(2*x-1)
只需证(2*x-1)/x<ln(2*x+1)
再令f(x)=(2*x-1)/x-ln(2*x+1),这时证明此时小于0就容易多了,剩余过程如下
f'(x)=-(2*x^2-2*x-1)/(2*x^3+x^2)
=-(2*x^2-2*x-1)/(x^2*(2*x+1))
当x>=sqrt(3)/2+1/2时,f'(x)<0
所以当x>sqrt(3)/2+1/2时,f(x)<f(x>=sqrt(3)/2+1/2)=0
所以当n>=2时(4*n^2)/(4*n^2+1)<1/n<ln(2*n+1)/(2*n-1)
当n=1时,明显4/5<ln3
原式的证
希望有帮助