Question

（1）證明：對?x＞0，lnx≤x-1；
（2）數列{a_n}，若存在常數M＞0，?n∈N^*，都有a_n＜M，則稱數列{a_n}有上界．已知bn=1+

1

2

+…+

1

n

，試判斷數列{b_n}是否有上界．

Answer 1

證：（1）設g（x）=lnx-（x-1）=lnx-x+1，?x＞0.g/(x)=

1

x

-1…（1分），
解g′（x）=0得x=1…（2分）．
當0＜x＜1時，g/(x)=

1

x

-1＞0，g（x）單調遞增…（3分）；
當x＞1時，g/(x)=

1

x

-1＜0，g（x）單調遞減…（4分），
所以g（x）在x=1處取最大值，即?x＞0，g（x）≤g（1）=ln1-1+1=0，lnx≤x-1…（6分）
（2）數列{b_n}無上界…（7分）?n∈N^*，設x-1=

1

n

…（8分），x=1+

1

n

，
由（1）得ln(1+

1

n

)≤

1

n

，

1

n

≥ln

n+1

n

…（10分），
所以bn=1+

1

2

+…+

1

n

≥ln

2

1

+ln

3

2

+…+ln

n+1

n

=ln（n+1）…（13分），
?M＞0，取n為任意一個不小于e^M的自然數，
則bn=ln(n+1)＞lneM=M，數列{b_n}無上界…（14分）．