Ta có : 1+x+x2+...+xn=1−xn1−x<11−x,∀x∈(0;1)
⇒y∫0(1+x+x2+...+xn)dx<y∫0dx1−x,∀y∈(0;1)
⇒y+y22+y33+...+ynn<−ln(1−y),∀y∈(0;1)
⇒z∫0(y+y22+y33+...+ynn)dy<−z∫0ln(1−y)dy
⇒z21.2+z32.3+z43.4+...+zn+1n(n+1)<(1−z).ln(1−z)+z,∀z∈(0;1).
Chọn z=12, ta có ngay :
n∑k=11k(k+1).12k+1<12ln12+12⇒n∑k=11k(k+1).12k<1−ln2