題:求出數列的最大值項。
解:題幹很簡單,但是解題過程很有意思,用到很多微積分的知識點。
[知識點1]數列(離散的)和與之對應的函數(連續的)有緊密關聯,分析數列的特性往往可以通過分析對應的函數的特性而得。
令與數列對應的(連續)函數為:
接下來研究該函數的單調性,就是求函數的一階導數:
[知識點2]将函數寫成自然底數的形式可以方便求導數。
可以看出,當的時候,和 的值總是大于零的,于是有:
的解就是 的解。
解得:,這是函數在定義域内的唯一駐點。
[知識點3]通過一階導數分析原函數的單調性
更進一步地,有:
當 時,,即,y(x)為增函數。
當 時,,即,y(x)為減函數。
x=e 為 y(x) 的最大值點。
回到數列,這裡n是自然數 (),顯然是無法取到e的,但因為 ,所以數列的最大值隻可能是 和 中的一個。
[知識點4]利用幂函數的單調性比較大小
顯然有:
所以:
則數列的最大值項為:,此項為所求。
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下圖中标記了三點的值及與數列對應的函數的圖像。
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