Tổng S có: (4n+1)-(2n+1)+1=2n+1 hạng tử; hạng tử ở giữa là \(\frac{1}{3n+1}\)
Trừ hạng tử ở giữa, ta ghép tổng S thành n cặp, mỗi cặp 2 hạng tử cách đều hạng tử ở giữa. Mỗi cặp bằng
\(\frac{1}{3n+1-k}+\frac{1}{3n+1+k}=\frac{6n+2}{\left(3n+1\right)^2-k^2}>\frac{2\left(3n+1\right)}{\left(3n+1\right)^2}=\frac{2}{3n+1}\)
Vậy \(S=\frac{2}{3n+1}\cdot n+\frac{1}{3n+1}=\frac{2n+1}{3n+1}>\frac{2n}{3n}=\frac{2}{3}\)
Để CM S<1 ta làm trội S bằng cách thay mỗi hạng tử của S bời hạng tử có GTLN là \(\frac{1}{2n+1}\)
\(S< \frac{1}{2n+1}\left(2n+1\right)=1\)
vậy \(\frac{2}{3}< S< 1\)
