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.
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