每日一题[3216]离散最值

设 $n$ 为正整数,若 $n^m \geqslant m^n$ 对所有正整数 $m$ 都成立,则 $n=$ _______.

答案    $3$.

解析    题中不等式即\[\dfrac{\ln n}{n}\geqslant \dfrac{\ln m}{m},\]因此问题即求函数 $f(x)=\dfrac{\ln x}{x}$($x\in\mathbb Z$)的最大值点.由于函数 $f(x)=\dfrac{\ln x}{x}$ 在 $(0,{\rm e})$ 上单调递增,在 $({\rm e},+\infty)$ 上单调递减,而\[f(2)=\dfrac 12\ln 2=f(4)<f(3),\]因此所求 $n=3$.

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