2024届天津耀华中学高三开学考的试卷在网上已经可以看到了,这里说说最后一题的最后一问的背景,相关题目与另解。先看题目如下:
最后一问这个样式其实在2010年左右的一个材料中就提到过,其实就是卡特兰恒等式,以该恒等式为背景可以编出一系列题目,这里摘抄如下:
可以看到,形式和开头题目非常类似,这些题目其实都和ln2这个数字有关:
从上边的材料可以看到如何证明开头题目右侧的不等式,关于这个不等式也是2013年全国大纲卷理科数学最后一题的样式:
这里使用对数平均不等式给出这个不等式的另一种解法,如下:
这样即可得证。而开头题目左侧不等式也可以使用对数平均不等式来解答:
而2023年天津高考数学试卷中其实也考察了这个关于ln(1+1/n)的展开,在笔者之前文章《从计算自然对数表的方法看2023年天津高考压轴题是如何源于教材高于教材》有所提及:
利用该展开的表达式即可证明题目23年天津压轴题左侧的表达式。
天津耀华中学这道题目还有一些变式(分式数量变多),如下:
可以说,这道题目的涉及面还是很广的,最后附上整套试卷: