(1+1⼀n)的n+a次方 对于任意n 属于正整数恒小于等于e 求解a的取值范围

请用高中数学详细解释能否用导数做?
2025-01-19 03:06:55
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回答1:

不等式两侧同取对数,
则a≤1/ln(1+1/n)-n,
设f(x)=1/ln(1+x)-1/x,x=1/n
f‘(x)=-1/[ln(1+x)]²[1/(1+x)] +1/x²
={[ln(1+x)]²(1+x)-x²}/{[x²{[ln(1+x)]²(1+x)} (通分)

因为,x=1/n,n为正整数
所以,0ln(1+x)>0
分母>0,讨论分子
设,g(x)=[ln(1+x)]²(1+x)-x² (0g‘(x)=2ln(1+x)×1/(1+x)×(1+x)+[ln(1+x)]² -2x
=2ln(1+x)+[ln(1+x)]² -2x
g''(x)=2/(1+x)+2ln(1+x)×1/(1+x)-2
=2/(1+x)×[1+ln(1+x)-(1+x)]
=2/(1+x)×[ln(1+x)-x]
1+x>0,只讨中论括号里面的
设t(x)=ln(1+x)-x
t’(x)=1/(1+x) -1=-x/(1+x)<0,0所以,t(x)所以,g''(x)<0
g'(x)所以,g(x)所以,f'(x)<0,
f(x)在0则,f(x)≥f(1)=1/(ln2) -1
令x=1/n,则 f(1/n)≥1/(ln2) -1
又,a≤f(1/n)恒成立
所以,
a的取值范围为,a≤1/(ln2) -1

回答2:

a<=0,因为(1+1/n)的n次方的极限是e,而且(1+1/n)的n次方单调递增