已知函数fn(x)=xn(1-x)2在([1/4],1)上的最大值为an(n=1,2,3,…).
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解题思路:(1)由已知得

f

n

(x)=n

x

n−1

(1−x

)

2

−2

x

n

(1−x)

=(n+2)xn-1(x-1)(x-[n/n+2]),由此利用导数性质能求出数列{an}的通项公式.

(2)当n≥2时,欲证

4

n

n

(n+2

)

n+2

≤[1

(n+2

)

2

,只需证明(1+

2/n])n≥4,由此能证明当n≥2时,都有

a

n

1

(n+2

)

2

成立.

(3)Sn<[4/27

+

1

4

2

+

1

5

2

+

1

6

2

+…+

1

(n+2

)

2

]<[4/27

+(

1

3

1

4

)+(

1

4

1

5

)+(

1

5

1

6

)+…(

1

n+1

1

n+2

)

,由此能证明任意正整数n,都有

S

n

13

27]成立.

(1)∵fn(x)=xn(1-x)2

∴fn′(x)=nxn−1(1−x)2−2xn(1−x)

=xn-1(1-x)[n(1-x)-2x]

=(n+2)xn-1(x-1)(x-[n/n+2]),…(2分)

当x∈([1/4],1)时,由fn′(x)=0,知:x=[n/n+2],…(3分)

∵n≥1,∴[n/n+2∈(

1

4,1),…(4分)

∵x∈(

1

4],[n/n+2])时,fn′(x)>0;x∈([n/n+2,1)时,fn′(x)<0;

∴f(x)在(

1

4,

n

n+2])上单调递增,在([n/n+2,1)上单调递减

∴fn(x) 在x=

n

n+2]处取得最大值,

即an=(

n

n+2)n(

2

n+2)2=

4nn

(n+2)n+2.…(6分)

(2)当n≥2时,欲证

4nn

(n+2)n+2≤[1

(n+2)2,

只需证明(1+

2/n])n≥4,…(7分)

∵(1+[2/n])n=

C0n+

C1n(

1

2)+

C2n(

2

n)2+…+

Cnn•(

2

n)n

≥1+2+

n(n−1)

2•

4

n2≥1+2+1=4,…(9分)

∴当n≥2时,都有an≤

1

(n+2)2成立. …(10分)

(3)Sn=a1+a2+…+an

<[4/27+

1

42+

1

52+

1

62+…+

1

(n+2)2]

<[4/27+(

1

3−

1

4)+(

1

4−

1

5)+(

1

5−

1

6)+…(

1

n+1−

1

n+2)

=

4

27+

1

3−

1

n+2]<[13/27].

∴对任意正整数n,都有Sn<

13

27成立.…(13分)

点评:

本题考点: 数列的求和;数列递推式.

考点点评: 本题考查数列的通项公式的求法,考查不等式的证明,解题时要认真审题,注意裂项求和法的合理运用.

1年前

8

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