数列项求和问题:求[S]的值(禁用级数敛散性知识)
解题步骤(无需级数知识)
嘿,这道数列题咱们用裂项变形+数值估算+范围证明就能搞定,完全不用涉及级数收敛发散的内容,一步步来:
步骤1:分析递推公式的变形
已知数列递推式:a₁ = 1/3,aₙ₊₁ = aₙ² + aₙ = aₙ(aₙ+1)。
对递推式两边取倒数,可得关键变形:1/aₙ₊₁ = 1/[aₙ(aₙ+1)] = 1/aₙ - 1/(aₙ+1)
这个式子用来辅助理解数列的增长趋势,我们先直接计算前几项的数值,看看数列的变化:
a₂ = (1/3)² + 1/3 = 4/9,1/a₂ = 9/4 = 2.25a₃ = (4/9)² + 4/9 = 52/81 ≈ 0.64,1/a₃ = 81/52 ≈ 1.5577a₄ = (52/81)² + 52/81 ≈ 1.054,1/a₄ ≈ 0.9488a₅ ≈ 1.054×(1.054+1) ≈ 2.165,1/a₅ ≈ 0.462a₆ ≈ 2.165×(2.165+1) ≈ 6.85,1/a₆ ≈ 0.146a₇ ≈ 6.85×(6.85+1) ≈ 53.77,1/a₇ ≈ 0.0186a₈ ≈ 53.77×(53.77+1) ≈ 2945,1/a₈ ≈ 0.00034
从a₄开始,数列进入快速增长阶段,aₙ越来越大,对应的1/aₙ会迅速趋近于0。
步骤2:计算S的近似值并确定范围
我们要求的S = 1/a₂ + 1/a₃ + ... + 1/a₂₀₀₈,先累加前几项的和:
- 前2项和:
2.25 + 1.5577 ≈ 3.8077 - 前3项和:
3.8077 + 0.9488 ≈ 4.7565 - 前4项和:
4.7565 + 0.462 ≈ 5.2185 - 前5项和:
5.2185 + 0.146 ≈ 5.3645 - 前6项和:
5.3645 + 0.0186 ≈ 5.3831 - 加上
1/a₈及之后的所有项:总和≈5.3831 + 0.00034 + 极小的后续项≈5.3834
接下来确定范围:
- 下界:前4项的和已经≈4.7565,加上
1/a₅≈0.462,总和就超过了5,所以S > 5。 - 上界:从
a₈开始,1/a₈≈0.00034,a₉≈2945×2946≈8.67×10^6,1/a₉≈1.15×10^-7,后续项的和几乎可以忽略不计,总和远小于6,所以S < 6。
步骤3:确定取整结果
因为5 < S < 6,根据取整函数[·]的定义,[S] = 5。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者saisanjeev
相关产品推荐
相关产品推荐

