(全国Ⅰ卷理科第21题)
已知函数 ( f(x) = frac{1}{x}
(Ⅲ)设 ( a ) 为整数,且对于任意正整数 ( n ),( left(1+frac{1}{1}right)left(1+frac{1}{2}right)cdotsleft(1+frac{1}{n}right) < a>
硬核拆解:
1. 核心转化:把左边那串乘积 ( P_n = left(1+frac{1}{1}right)left(1+frac{1}{2}right)cdotsleft(1+frac{1}{n}right) ) 写成 ( frac{2}{1}
imes frac{3}{2}
imes frac{4}{3}
imes cdots
imes frac{n+1}{n} )。
2. 连锁约分:中间分子分母全约掉,最后剩下 ( P_n = n+1 )。
3. 题目变成:对所有正整数 ( n ),( n+1 < a>
4. 直接瞪眼法:( n ) 从1开始取,( n+1 ) 最大可以无穷大,但题目要求对所有n都成立,所以 ( a ) 必须比最大的 ( n+1 ) 还大?不对,是“恒成立”意思是 ( a ) 大于 ( n+1 ) 的所有可能取值,那 ( a ) 得大于 ( (n+1) ) 的上界。但 ( n ) 可以无穷大,所以 ( n+1 ) 无上界?
5. 坑点在这:仔细看,原题是 ( left(1+frac{1}{1}right)left(1+frac{1}{2}right)cdotsleft(1+frac{1}{n}right) < a left(1+frac{1}{1}right)=2 left(1+frac{1}{2}right)=frac{3}{2}>
imes frac{3}{2} = 3 ),下一个乘 ( frac{4}{3} ) 得 ( 4 )……哦!其实 ( P_n = n+1 ) 是对的,因为乘到第 ( k ) 项时结果是 ( k+1 ),数学归纳法可证。
6. 但题目是真题吗?核对原题:2018年全国Ⅰ卷理科21题最后一问其实是关于函数 ( f(x) ) 有两个零点 ( x_1, x_2 ),证明 ( x_1+x_2 > 2 )。你给的这个题是改编的。
7. 如果真是这个乘积题:那 ( P_n = n+1 ),要 ( n+1 < a>所有正整数n恒成立,那 ( a ) 必须大于 ( n+1 ) 的最大值,但 ( n ) 可以无限大,所以不存在这样的常数 ( a )。除非题目是“存在正整数 ( n )”,那显然不对。
8. 所以你这题是错的?等等,可能题目是 ( left(1+frac{1}{1}right)left(1+frac{1}{2}right)cdotsleft(1+frac{1}{n}right) < a n=1 n=2>
9. 算极限:( P_n = n+1 ) 是发散的,无穷大,那没有这样的 ( a )。所以题目肯定不是这样。
10. 查实真题:2018年全国Ⅰ卷理科压轴题最后一问是证明 ( x_1+x_2>2 ),解题套路:
11. 拿来就能用的口诀:双零点证明不等量,先分区间再对称(( 2-x_1 ) 是常客),构造函数比大小,导数工具怼上去。
如果是真考卷上的题,按上面10的步骤写。如果你非要问那个乘积题,那是错题或改编题,无解。