设函数。
- (1) 求的最小值;
- (2) 设数列满足,证明存在,并求此极限。
最小值为 ,在 处取得。
极限存在,且 。
定义域为 ,求导得 。因此 在 上严格递减,在 上严格递增,故全局最小值为 。即对任意 ,有 ,且等号当且仅当 成立。
题设对每个 成立,故 。将(1)的最值不等式用于 ,结合题设有
消去相同项,得 。由对数函数严格递增可知 ,即数列严格递增。
又因 ,题设给出 ,故 ,数列有上界。由单调有界准则,极限存在。记 ,则 ,且 。
对题设不等式取极限,利用对数及倒数在正数处连续,得 。而(1)又给出 ,所以必须取等号。由等号条件,,即所求极限为 。注意严格不等式取极限后只能保留非严格不等号。