第一篇:用放縮法證明與數(shù)列和有關(guān)的不等式
用放縮法證明與數(shù)列和有關(guān)的不等式
湖北省天門(mén)中學(xué)薛德斌
數(shù)列與不等式的綜合問(wèn)題常常出現(xiàn)在高考的壓軸題中,是歷年高考命題的熱點(diǎn),這類問(wèn)題能有效地考查學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)列與不等式知識(shí)解決問(wèn)題的能力.本文介紹一類與數(shù)列和有關(guān)的不等式問(wèn)題,解決這類問(wèn)題常常用到放縮法,而求解途徑一般有兩條:一是先求和再放縮,二是先放縮再求和.
一.先求和后放縮
例1.正數(shù)數(shù)列?an?的前n項(xiàng)的和Sn,滿足2Sn?an?1,試求:
(1)數(shù)列?an?的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn?11,數(shù)列?bn?的前n項(xiàng)的和為Bn,求證:Bn? 2anan?
1解:(1)由已知得4Sn?(an?1)2,n?2時(shí),4Sn?1?(an?1?1)2,作差得:
22所以(an?an?1)(an?an?1?2)?0,又因?yàn)?an?為正數(shù)數(shù)4an?an?2an?an?1?2an?1,列,所以an?an?1?2,即?an?是公差為2的等差數(shù)列,由2S1?a1?1,得a1?1,所以an?2n?1
(2)bn?11111??(?),所以 anan?1(2n?1)(2n?1)22n?12n?1
Bn?111111111(1?????)??? 23352n?12n?122(2n?1)
2注:一般先分析數(shù)列的通項(xiàng)公式.如果此數(shù)列的前n項(xiàng)和能直接求和或者通過(guò)變形后求和,則采用先求和再放縮的方法來(lái)證明不等式.求和的方式一般要用到等差、等比、差比數(shù)列(這里所謂的差比數(shù)列,即指數(shù)列{an}滿足條件an?1?an?f?n?)求和或者利用分組、裂項(xiàng)、倒序相加等方法來(lái)求和.
二.先放縮再求和
1.放縮后成等差數(shù)列,再求和
例2.已知各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且an?an?2Sn.2an2?an?12(1)求證:Sn?;
4(2)
????
解:(1)在條件中,令n?1,得a1?a1?2S1?2a1,?a1?0?a1?1,又由條件
22an?an?2Sn有an?1?an?1?2Sn?1,上述兩式相減,注意到an?1?Sn?1?Sn得
(an?1?an)(an?1?an?1)?0?an?0?an?1?an?0∴an?1?an?
1所以,an?1?1?(n?1)?n,Sn?
n(n?1)
n(n?1)1n2?(n?1)2an?an?1
所以Sn? ???
2224
(2)因?yàn)閚?
n(n?1)?n?1,所以
n2
?
n(n?1)n?1,所以 ?
S1?S2??Sn?n2?3n22
Sn?1?12
1?22?3n(n?1)23n?1
????? ????
222222
S2??Sn?
12?22???
n2?n(n?1)22
?Sn2
??
;S1?
2.放縮后成等比數(shù)列,再求和
例3.(1)設(shè)a,n∈N*,a≥2,證明:a2n?(?a)n?(a?1)?an;
(2)等比數(shù)列{an}中,a1??,前n項(xiàng)的和為An,且A7,A9,A8成等差數(shù)列.設(shè)
a1bn?n,數(shù)列{bn}前n項(xiàng)的和為Bn,證明:Bn<.
31?an
解:(1)當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),an≥a,于是,a
2n
?(?a)n?an(an?1)?(a?1)?an.
當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),a-1≥1,且an≥a2,于是
a2n?(?a)n?an(an?1)?(a2?1)?an?(a?1)(a?1)?an?(a?1)?an.
(2)∵A9?A7?a8?a9,A8?A9??a9,a8?a9??a9,∴公比q?
a91
??.a(chǎn)82
∴an?(?). bn?
n
1n11?(?)n
?
.?nnn
4?(?2)3?2
(1?2)
1111?1(1?1)?1.∴Bn?b1?b2??bn???????
13?23?22333?2n32n1?2
3.放縮后為差比數(shù)列,再求和
例4.已知數(shù)列{an}滿足:a1?1,an?1?(1?
n)an(n?1,2,3?).求證: 2n
an?1?an?3?
n?1
n?1
n)an,所以an?1與an同號(hào),又因?yàn)閍1?1?0,所以an?0,n2
證明:因?yàn)閍n?1?(1?即an?1?an?
n
an?0,即an?1?an.所以數(shù)列{an}為遞增數(shù)列,所以an?a1?1,2nnn12n?1
即an?1?an?nan?n,累加得:an?a1??2???n?1.
22222
12n?1112n?1
令Sn??2???n?1,所以Sn?2?3???n,兩式相減得:
2222222
11111n?1n?1n?1Sn??2?3???n?1?n,所以Sn?2?n?1,所以an?3?n?1,22222222
n?1
故得an?1?an?3?n?1.
4.放縮后為裂項(xiàng)相消,再求和
例5.在m(m≥2)個(gè)不同數(shù)的排列P1P2…Pn中,若1≤i<j≤m時(shí)Pi>Pj(即前面某數(shù)大于后面某數(shù)),則稱Pi與Pj構(gòu)成一個(gè)逆序.一個(gè)排列的全部逆序的總數(shù)稱為該排列的逆序數(shù).記排列(n?1)n(n?1)?321的逆序數(shù)為an,如排列21的逆序數(shù)a1?1,排列321的逆序數(shù)
a3?6.
(1)求a4、a5,并寫(xiě)出an的表達(dá)式;(2)令bn?
ana
?n?1,證明2n?b1?b2??bn?2n?3,n=1,2,….an?1an
n(n?1)
.2解(1)由已知得a4?10,a5?15,an?n?(n?1)???2?1?
(2)因?yàn)閎n?
anann?2nn?2
?n?1???2??2,n?1,2,?,an?1ann?2nn?2n
所以b1?b2???bn?2n.nn?222??2??,n?1,2,?,n?2nnn?2
11111
1)] 所以b1?b2???bn?2n?2[(?)?(?)???(?
1324nn?2
22??2n?3.=2n?3?
n?1n?2
又因?yàn)閎n?
綜上,2n?b1?b2??bn?2n?3,n?1,2,?.注:常用放縮的結(jié)論:(1)
1111111
???2???(k?2)kk?1k(k?1)kk(k?1)k?1k
2k?k?1
?1k?
2k?k?1
?2(1k?1
?1k)(k?2)
(2).2(1k
?
1k?1)?
在解題時(shí)朝著什么方向進(jìn)行放縮,是解題的關(guān)鍵,一般要看證明的結(jié)果是什么形式.如例2要證明的結(jié)論
n2?3n22、n(n?1)22
為等差數(shù)列求和結(jié)果的類型,則把通項(xiàng)放縮為等差數(shù)
11)?為等比數(shù)列求和結(jié)果的類型,則把通n
n?1
項(xiàng)放縮為等比數(shù)列,再求和即可;如例4要證明的結(jié)論3?n?1為差比數(shù)列求和結(jié)果的類
22?型,則把通項(xiàng)放縮為差比數(shù)列,再求和即可;如例5要證明的結(jié)論2n?3?為n?1n?2
列,再求和即可;如例3要證明的結(jié)論(1?
裂項(xiàng)相消求和結(jié)果的類型,則把通項(xiàng)放縮為相鄰兩項(xiàng)或相隔一項(xiàng)的差,再求和即可.
雖然證明與數(shù)列和有關(guān)的不等式問(wèn)題是高中數(shù)學(xué)中比較困難的問(wèn)題,但是我們通過(guò)仔細(xì)分析它的條件與要證明的結(jié)論之間的內(nèi)在關(guān)系,先確定能不能直接求和,若不能直接求和則要考慮把通項(xiàng)朝什么方向進(jìn)行放縮.如果我們平時(shí)能多觀測(cè)要證明結(jié)論的特征與數(shù)列求和之間的關(guān)系,則仍然容易找到解決這類問(wèn)題的突破口.
《高中數(shù)學(xué)教與學(xué)》2007年第8期刊號(hào)ISSN 1007—1830
第二篇:放縮法證明數(shù)列不等式
放縮法證明數(shù)列不等式
基礎(chǔ)知識(shí)回顧:
放縮的技巧與方法:
(1)常見(jiàn)的數(shù)列求和方法和通項(xiàng)公式特點(diǎn):
① 等差數(shù)列求和公式:錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。(關(guān)于錯(cuò)誤!未找到引用源。的一次函數(shù)或常值函數(shù))
② 等比數(shù)列求和公式:錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。(關(guān)于錯(cuò)誤!未找到引用源。的指數(shù)類函數(shù))③ 錯(cuò)位相減:通項(xiàng)公式為“等差錯(cuò)誤!未找到引用源。等比”的形式
④ 裂項(xiàng)相消:通項(xiàng)公式可拆成兩個(gè)相鄰項(xiàng)的差,且原數(shù)列的每一項(xiàng)裂項(xiàng)之后正負(fù)能夠相消,進(jìn)而在求和后式子中僅剩有限項(xiàng)
(2)與求和相關(guān)的不等式的放縮技巧:
① 在數(shù)列中,“求和看通項(xiàng)”,所以在放縮的過(guò)程中通常從數(shù)列的通項(xiàng)公式入手
② 在放縮時(shí)要看好所證不等式中不等號(hào)的方向,這將決定對(duì)通項(xiàng)公式是放大還是縮小(應(yīng)與所證的不等號(hào)同方向)
③ 在放縮時(shí),對(duì)通項(xiàng)公式的變形要向可求和數(shù)列的通項(xiàng)公式靠攏,常見(jiàn)的是向等比數(shù)列與可裂項(xiàng)相消的數(shù)列進(jìn)行靠攏。
④ 若放縮后求和發(fā)現(xiàn)放“過(guò)”了,即與所證矛盾,通常有兩條道路選擇:第一個(gè)方法是微調(diào):看能否讓數(shù)列中的一些項(xiàng)不動(dòng),其余項(xiàng)放縮。從而減小放縮的程度,使之符合所證不等式;第二個(gè)方法就是推翻了原有放縮,重新進(jìn)行設(shè)計(jì),選擇放縮程度更小的方式再進(jìn)行嘗試。
(3)放縮構(gòu)造裂項(xiàng)相消數(shù)列與等比數(shù)列的技巧:
① 裂項(xiàng)相消:在放縮時(shí),所構(gòu)造的通項(xiàng)公式要具備“依項(xiàng)同構(gòu)”的特點(diǎn),即作差的兩項(xiàng)可視為同一數(shù)列的相鄰兩項(xiàng)(或等距離間隔項(xiàng))
② 等比數(shù)列:所面對(duì)的問(wèn)題通常為“錯(cuò)誤!未找到引用源。常數(shù)”的形式,所構(gòu)造的等比數(shù)列的公比也要滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,如果題目條件無(wú)法體現(xiàn)出放縮的目標(biāo),則可從所證不等式的常數(shù)入手,常數(shù)可視為錯(cuò)誤!未找到引用源。的形式,然后猜想構(gòu)造出等比數(shù)列的首項(xiàng)與公比,進(jìn)而得出等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,再與原通項(xiàng)公式進(jìn)行比較,看不等號(hào)的方向是否符合條件即可。例如常數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,即可猜想該等比數(shù)列的首項(xiàng)為錯(cuò)誤!未找到引用源。,公比為錯(cuò)誤!未找到引用源。,即通項(xiàng)公式為錯(cuò)誤!未找到引用源。
注:此方法會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn),所猜出的等比數(shù)列未必能達(dá)到放縮效果,所以是否選擇利用等比數(shù)列進(jìn)行放縮,受數(shù)列通項(xiàng)公式的結(jié)構(gòu)影響
(4)與數(shù)列中的項(xiàng)相關(guān)的不等式問(wèn)題:
① 此類問(wèn)題往往從遞推公式入手,若需要放縮也是考慮對(duì)遞推公式進(jìn)行變形
② 在有些關(guān)于項(xiàng)的不等式證明中,可向求和問(wèn)題進(jìn)行劃歸,即將遞推公式放縮變形成為可“累加”或“累乘”的形式,即錯(cuò)誤!未找到引用源。或錯(cuò)誤!未找到引用源。(累乘時(shí)要求不等式兩側(cè)均為正數(shù)),然后通過(guò)“累加”或“累乘”達(dá)到一側(cè)為錯(cuò)誤!未找到引用源。,另一側(cè)為求和的結(jié)果,進(jìn)而完成證明 應(yīng)用舉例:
類型一:與前n項(xiàng)和相關(guān)的不等式 例1.【2017屆江蘇泰州中學(xué)高三摸底考試】已知數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足:錯(cuò)誤!未找到引用源。(錯(cuò)誤!未找到引用源。為常數(shù),且錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。).
(1)求錯(cuò)誤!未找到引用源。的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,若數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。為等比數(shù)列,求錯(cuò)誤!未找到引用源。的值;(3)在滿足條件(2)的情形下,設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,若不等式錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)任意的錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立,求實(shí)數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值范圍.
例2.記錯(cuò)誤!未找到引用源。.對(duì)數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。和錯(cuò)誤!未找到引用源。的子集錯(cuò)誤!未找到引用源。,若錯(cuò)誤!未找到引用源。,定義錯(cuò)誤!未找到引用源。;若錯(cuò)誤!未找到引用源。,定義錯(cuò)誤!未找到引用源。.例如:錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。.現(xiàn)設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。是公比為3的等比數(shù)列,且當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。.錯(cuò)誤!未找到引用源。
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。(2)對(duì)任意正整數(shù),若,求證:;錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。(3)設(shè),求證:.類型
二、與通項(xiàng)運(yùn)算相關(guān)的不等式 例3.設(shè)函數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足:錯(cuò)誤!未找到引用源。.(1)求證:錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。;(2)求證:錯(cuò)誤!未找到引用源。(錯(cuò)誤!未找到引用源。);(3)求證:錯(cuò)誤!未找到引用源。(錯(cuò)誤!未找到引用源。).
例4.已知錯(cuò)誤!未找到引用源。是數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和,且對(duì)任意錯(cuò)誤!未找到引用源。,有錯(cuò)誤!未找到引用源。.其中錯(cuò)誤!未找到引用源。為實(shí)數(shù),且錯(cuò)誤!未找到引用源。.(1)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),①求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的通項(xiàng);
②是否存在這樣的正整數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。成等比數(shù)列?若存在,給出錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足的條件,否則,請(qǐng)說(shuō)明理由.(2)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,① 判定錯(cuò)誤!未找到引用源。是否為等比數(shù)列;
②設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,若錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立,求錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值范圍.方法、規(guī)律歸納: 常見(jiàn)的放縮變形:
(1)錯(cuò)誤!未找到引用源。,(2)錯(cuò)誤!未找到引用源。
注:對(duì)于錯(cuò)誤!未找到引用源。還可放縮為:錯(cuò)誤!未找到引用源。(3)分子分母同加常數(shù):錯(cuò)誤!未找到引用源。(4)錯(cuò)誤!未找到引用源。
錯(cuò)誤!未找到引用源。可推廣為:錯(cuò)誤!未找到引用源。
錯(cuò)誤!未找到引用源。實(shí)戰(zhàn)演練: 1.【江蘇省無(wú)錫市普通高中2018屆高三上學(xué)期期中】已知數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。記數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。
(1)求證:數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。為等比數(shù)列,并求其通項(xiàng)錯(cuò)誤!未找到引用源。;
(2)求錯(cuò)誤!未找到引用源。;
(3)問(wèn)是否存在正整數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。成立?說(shuō)明理由.2.【江蘇省常州市2018屆高三上學(xué)期武進(jìn)區(qū)高中數(shù)學(xué)期中試卷】在數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。中,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,其中錯(cuò)誤!未找到引用源。.
⑴ 求證:數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。為等差數(shù)列;
⑵ 設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,若當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。且錯(cuò)誤!未找到引用源。為偶數(shù)時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立,求實(shí)數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值范圍;
⑶ 設(shè)數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)的和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,試求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的最大值.【答案】⑴見(jiàn)解析⑵錯(cuò)誤!未找到引用源。⑶錯(cuò)誤!未找到引用源。
3.【江蘇省徐州市2018屆高三上學(xué)期期中考試】已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,滿足,.?dāng)?shù)列
滿足(1)求數(shù)列(2)若和,且. 的通項(xiàng)公式;,數(shù)列的前項(xiàng)和為,對(duì)任意的,(,都有,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(3)是否存在正整數(shù),使,請(qǐng)說(shuō)明理由.)成等差數(shù)列,若存在,求出所有滿足條件的,若不存在,4.已知數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。、錯(cuò)誤!未找到引用源。,其中,錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。.
(1)求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。、錯(cuò)誤!未找到引用源。的通項(xiàng)公式;
(2)是否存在自然數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得對(duì)于任意錯(cuò)誤!未找到引用源。有錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立?若存在,求出錯(cuò)誤!未找到引用源。的最小值;
(3)若數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和錯(cuò)誤!未找到引用源。.
5.【江蘇省啟東中學(xué)2018屆高三上學(xué)期第一次月考】設(shè)數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,且滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。為常數(shù).
(1)是否存在數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。?若存在,寫(xiě)出一個(gè)滿足要求的數(shù)列;若不存在,說(shuō)明理由.(2)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),求證: 錯(cuò)誤!未找到引用源。.
(3)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),求證:當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。.
6.【江蘇省泰州中學(xué)2018屆高三上學(xué)期開(kāi)學(xué)考試】已知兩個(gè)無(wú)窮數(shù)列
分別滿足,其中(1)若數(shù)列(2)若數(shù)列①若數(shù)列②若數(shù)列,設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和分別為的通項(xiàng)公式;,使得,稱數(shù)列
.都為遞增數(shù)列,求數(shù)列滿足:存在唯一的正整數(shù)“墜點(diǎn)數(shù)列”,求 為“墜點(diǎn)數(shù)列”,數(shù)列
為“墜點(diǎn)數(shù)列”.為“墜點(diǎn)數(shù)列”,是否存在正整數(shù),使得,若存在,求的最大值;若不存在,說(shuō)明理由.7.【江蘇省南京師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆高三高考模擬一】已知數(shù)集錯(cuò)誤!未找到引用源。具有性質(zhì)錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)任意的錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。成立.(1)分別判斷數(shù)集錯(cuò)誤!未找到引用源。與錯(cuò)誤!未找到引用源。是否具有性質(zhì)錯(cuò)誤!未找到引用源。,并說(shuō)明理由;
(2)求證: 錯(cuò)誤!未找到引用源。;
(2)若錯(cuò)誤!未找到引用源。,求錯(cuò)誤!未找到引用源。的最小值.8.記等差數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。.(1)求證:數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。是等差數(shù)列;
(2)若 錯(cuò)誤!未找到引用源。,對(duì)任意錯(cuò)誤!未找到引用源。,均有錯(cuò)誤!未找到引用源。是公差為錯(cuò)誤!未找到引用源。的等差數(shù)列,求使錯(cuò)誤!未找到引用源。為整數(shù)的正整數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值集合;
(3)記錯(cuò)誤!未找到引用源。,求證: 錯(cuò)誤!未找到引用源。.9.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,數(shù)列{bn},{cn}滿足(n+1)bn=an+1錯(cuò)誤!未找到引用源。,(n+2)cn=錯(cuò)誤!未找到引用源。,其中n∈N*.
(1)若數(shù)列{an}是公差為2的等差數(shù)列,求數(shù)列{cn}的通項(xiàng)公式;
(2)若存在實(shí)數(shù)λ,使得對(duì)一切n∈N*,有bn≤λ≤cn,求證:數(shù)列{an}是等差數(shù)列.
10.已知各項(xiàng)不為零的數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,且錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。.
(1)若錯(cuò)誤!未找到引用源。成等比數(shù)列,求實(shí)數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的值;(2)若錯(cuò)誤!未找到引用源。成等差數(shù)列,①求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的通項(xiàng)公式;
②在錯(cuò)誤!未找到引用源。與錯(cuò)誤!未找到引用源。間插入錯(cuò)誤!未找到引用源。個(gè)正數(shù),共同組成公比為錯(cuò)誤!未找到引用源。的等比數(shù)列,若不等式錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)任意的錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立,求實(shí)數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的最大值.
放縮法證明數(shù)列不等式
基礎(chǔ)知識(shí)回顧:
放縮的技巧與方法:
(1)常見(jiàn)的數(shù)列求和方法和通項(xiàng)公式特點(diǎn):
① 等差數(shù)列求和公式:錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。(關(guān)于錯(cuò)誤!未找到引用源。的一次函數(shù)或常值函數(shù))
② 等比數(shù)列求和公式:錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。(關(guān)于錯(cuò)誤!未找到引用源。的指數(shù)類函數(shù))③ 錯(cuò)位相減:通項(xiàng)公式為“等差錯(cuò)誤!未找到引用源。等比”的形式
④ 裂項(xiàng)相消:通項(xiàng)公式可拆成兩個(gè)相鄰項(xiàng)的差,且原數(shù)列的每一項(xiàng)裂項(xiàng)之后正負(fù)能夠相消,進(jìn)而在求和后式子中僅剩有限項(xiàng)
(2)與求和相關(guān)的不等式的放縮技巧:
① 在數(shù)列中,“求和看通項(xiàng)”,所以在放縮的過(guò)程中通常從數(shù)列的通項(xiàng)公式入手
② 在放縮時(shí)要看好所證不等式中不等號(hào)的方向,這將決定對(duì)通項(xiàng)公式是放大還是縮小(應(yīng)與所證的不等號(hào)同方向)
③ 在放縮時(shí),對(duì)通項(xiàng)公式的變形要向可求和數(shù)列的通項(xiàng)公式靠攏,常見(jiàn)的是向等比數(shù)列與可裂項(xiàng)相消的數(shù)列進(jìn)行靠攏。
④ 若放縮后求和發(fā)現(xiàn)放“過(guò)”了,即與所證矛盾,通常有兩條道路選擇:第一個(gè)方法是微調(diào):看能否讓數(shù)列中的一些項(xiàng)不動(dòng),其余項(xiàng)放縮。從而減小放縮的程度,使之符合所證不等式;第二個(gè)方法就是推翻了原有放縮,重新進(jìn)行設(shè)計(jì),選擇放縮程度更小的方式再進(jìn)行嘗試。
(3)放縮構(gòu)造裂項(xiàng)相消數(shù)列與等比數(shù)列的技巧:
① 裂項(xiàng)相消:在放縮時(shí),所構(gòu)造的通項(xiàng)公式要具備“依項(xiàng)同構(gòu)”的特點(diǎn),即作差的兩項(xiàng)可視為同一數(shù)列的相鄰兩項(xiàng)(或等距離間隔項(xiàng))
② 等比數(shù)列:所面對(duì)的問(wèn)題通常為“錯(cuò)誤!未找到引用源。常數(shù)”的形式,所構(gòu)造的等比數(shù)列的公比也要滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,如果題目條件無(wú)法體現(xiàn)出放縮的目標(biāo),則可從所證不等式的常數(shù)入手,常數(shù)可視為錯(cuò)誤!未找到引用源。的形式,然后猜想構(gòu)造出等比數(shù)列的首項(xiàng)與公比,進(jìn)而得出等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,再與原通項(xiàng)公式進(jìn)行比較,看不等號(hào)的方向是否符合條件即可。例如常數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,即可猜想該等比數(shù)列的首項(xiàng)為錯(cuò)誤!未找到引用源。,公比為錯(cuò)誤!未找到引用源。,即通項(xiàng)公式為錯(cuò)誤!未找到引用源。注:此方法會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn),所猜出的等比數(shù)列未必能達(dá)到放縮效果,所以是否選擇利用等比數(shù)列進(jìn)行放縮,受數(shù)列通項(xiàng)公式的結(jié)構(gòu)影響
(4)與數(shù)列中的項(xiàng)相關(guān)的不等式問(wèn)題:
① 此類問(wèn)題往往從遞推公式入手,若需要放縮也是考慮對(duì)遞推公式進(jìn)行變形
② 在有些關(guān)于項(xiàng)的不等式證明中,可向求和問(wèn)題進(jìn)行劃歸,即將遞推公式放縮變形成為可“累加”或“累乘”的形式,即錯(cuò)誤!未找到引用源。或錯(cuò)誤!未找到引用源。(累乘時(shí)要求不等式兩側(cè)均為正數(shù)),然后通過(guò)“累加”或“累乘”達(dá)到一側(cè)為錯(cuò)誤!未找到引用源。,另一側(cè)為求和的結(jié)果,進(jìn)而完成證明 應(yīng)用舉例:
類型一:與前n項(xiàng)和相關(guān)的不等式 例1.【2017屆江蘇泰州中學(xué)高三摸底考試】已知數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足:錯(cuò)誤!未找到引用源。(錯(cuò)誤!未找到引用源。為常數(shù),且錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。).
(1)求錯(cuò)誤!未找到引用源。的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,若數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。為等比數(shù)列,求錯(cuò)誤!未找到引用源。的值;(3)在滿足條件(2)的情形下,設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,若不等式錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)任意的錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立,求實(shí)數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值范圍.
【答案】(1)錯(cuò)誤!未找到引用源。(2)錯(cuò)誤!未找到引用源。(3)錯(cuò)誤!未找到引用源。
(2)由(1)知,錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。,若數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。為等比數(shù)列,則有錯(cuò)誤!未找到引用源。,而錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,故錯(cuò)誤!未找到引用源。,解得錯(cuò)誤!未找到引用源。,再將錯(cuò)誤!未找到引用源。代入錯(cuò)誤!未找到引用源。,得錯(cuò)誤!未找到引用源。,例2.記錯(cuò)誤!未找到引用源。.對(duì)數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。和錯(cuò)誤!未找到引用源。的子集錯(cuò)誤!未找到引用源。,若錯(cuò)誤!未找到引用源。,定義錯(cuò)誤!未找到引用源。;若錯(cuò)誤!未找到引用源。,定義錯(cuò)誤!未找到引用源。.例如:錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。.現(xiàn)設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。是公比為3的等比數(shù)列,且當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。.錯(cuò)誤!未找到引用源。
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。(2)對(duì)任意正整數(shù),若,求證:;錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。(3)設(shè),求證:.【答案】(1)錯(cuò)誤!未找到引用源。(2)詳見(jiàn)解析(3)詳見(jiàn)解析 【解析】
試題分析:(1)根據(jù)及時(shí)定義,列出等量關(guān)系,解出首項(xiàng),寫(xiě)出通項(xiàng)公式;(2)根據(jù)子集關(guān)系,進(jìn)行放縮,轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求和;(3)利用等比數(shù)列和與項(xiàng)的大小關(guān)系,確定所定義和的大小關(guān)系:設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,則錯(cuò)誤!未找到引用源。因此由錯(cuò)誤!未找到引用源。,因此錯(cuò)誤!未找到引用源。中最大項(xiàng)必在A中,由(2)得錯(cuò)誤!未找到引用源。.試題解析:(1)由已知得錯(cuò)誤!未找到引用源。.于是當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。.又錯(cuò)誤!未找到引用源。,故錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。.所以數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的通項(xiàng)公式為錯(cuò)誤!未找到引用源。.(2)因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。.因此,錯(cuò)誤!未找到引用源。.綜合①②③得,錯(cuò)誤!未找到引用源。.類型
二、與通項(xiàng)運(yùn)算相關(guān)的不等式 例3.設(shè)函數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足:錯(cuò)誤!未找到引用源。.(1)求證:錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。;(2)求證:錯(cuò)誤!未找到引用源。(錯(cuò)誤!未找到引用源。);(3)求證:錯(cuò)誤!未找到引用源。(錯(cuò)誤!未找到引用源。). 【答案】(1)證明見(jiàn)解析;(2)證明見(jiàn)解析;(3)證明見(jiàn)解析.
故錯(cuò)誤!未找到引用源。,則有:錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。例4.已知錯(cuò)誤!未找到引用源。是數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和,且對(duì)任意錯(cuò)誤!未找到引用源。,有錯(cuò)誤!未找到引用源。.其中錯(cuò)誤!未找到引用源。為實(shí)數(shù),且錯(cuò)誤!未找到引用源。.(1)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),①求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的通項(xiàng);
②是否存在這樣的正整數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。成等比數(shù)列?若存在,給出錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足的條件,否則,請(qǐng)說(shuō)明理由.(2)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,① 判定錯(cuò)誤!未找到引用源。是否為等比數(shù)列;
②設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,若錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立,求錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值范圍.【答案】(1)①錯(cuò)誤!未找到引用源。;②不存在;(2)①當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。且錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。是以錯(cuò)誤!未找到引用源。為首項(xiàng),錯(cuò)誤!未找到引用源。為公比的等比數(shù)列,當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。,不是等比數(shù)列;②錯(cuò)誤!未找到引用源。.
方法、規(guī)律歸納: 常見(jiàn)的放縮變形:
(1)錯(cuò)誤!未找到引用源。,(2)錯(cuò)誤!未找到引用源。
注:對(duì)于錯(cuò)誤!未找到引用源。還可放縮為:錯(cuò)誤!未找到引用源。(3)分子分母同加常數(shù):錯(cuò)誤!未找到引用源。(4)錯(cuò)誤!未找到引用源。
錯(cuò)誤!未找到引用源。可推廣為:錯(cuò)誤!未找到引用源。
錯(cuò)誤!未找到引用源。實(shí)戰(zhàn)演練: 1.【江蘇省無(wú)錫市普通高中2018屆高三上學(xué)期期中】已知數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。記數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。
(1)求證:數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。為等比數(shù)列,并求其通項(xiàng)錯(cuò)誤!未找到引用源。;
(2)求錯(cuò)誤!未找到引用源。;
(3)問(wèn)是否存在正整數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。成立?說(shuō)明理由.【答案】(1)錯(cuò)誤!未找到引用源。(2)錯(cuò)誤!未找到引用源。(3)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。為偶數(shù)時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。都成立,(3)詳見(jiàn)解析
(3)假設(shè)存在正整數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。成立,因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以只要錯(cuò)誤!未找到引用源。
即只要滿足 ①:錯(cuò)誤!未找到引用源。,和②:錯(cuò)誤!未找到引用源。,對(duì)于①只要錯(cuò)誤!未找到引用源。就可以; 對(duì)于②,當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。為奇數(shù)時(shí),滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,不成立,當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。為偶數(shù)時(shí),滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。令錯(cuò)誤!未找到引用源。,因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。
即錯(cuò)誤!未找到引用源。,且當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。為偶數(shù)時(shí),②式成立,即當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。為偶數(shù)時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。成立.2.【江蘇省常州市2018屆高三上學(xué)期武進(jìn)區(qū)高中數(shù)學(xué)期中試卷】在數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。中,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,其中錯(cuò)誤!未找到引用源。.
⑴ 求證:數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。為等差數(shù)列;
⑵ 設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,若當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。且錯(cuò)誤!未找到引用源。為偶數(shù)時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立,求實(shí)數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值范圍;
⑶ 設(shè)數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)的和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,試求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的最大值.【答案】⑴見(jiàn)解析⑵錯(cuò)誤!未找到引用源。⑶錯(cuò)誤!未找到引用源。
要使錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)錯(cuò)誤!未找到引用源。且錯(cuò)誤!未找到引用源。為偶數(shù)恒成立,只要使錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)錯(cuò)誤!未找到引用源。且錯(cuò)誤!未找到引用源。為偶數(shù)恒成立,即使錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)錯(cuò)誤!未找到引用源。為正偶數(shù)恒成立,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,故實(shí)數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值范圍是錯(cuò)誤!未找到引用源。; ⑶由⑴得錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,設(shè)錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。
錯(cuò)誤!未找到引用源。當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。,當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,因此數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的最大值為錯(cuò)誤!未找到引用源。.
【點(diǎn)睛】本題考查數(shù)列與不等式的綜合應(yīng)用,涉及等差數(shù)列的判定與證明,其中證明(1)的關(guān)鍵是分析得到錯(cuò)誤!未找到引用源。與錯(cuò)誤!未找到引用源。的關(guān)系式.
3.【江蘇省徐州市2018屆高三上學(xué)期期中考試】已知數(shù)列滿足,且
. 的前項(xiàng)和為,滿足,.?dāng)?shù)列(1)求數(shù)列(2)若和的通項(xiàng)公式;,數(shù)列的前項(xiàng)和為,對(duì)任意的,(,都有,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(3)是否存在正整數(shù),使,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)(2))成等差數(shù)列,若存在,求出所有滿足條件的,若不存在,(3)不存在
(2)由(1)得于是所以,兩式相減得所以由(1)得因?yàn)閷?duì) 即所以恒成立,都有,,恒成立,記所以因?yàn)閺亩鴶?shù)列于是,為遞增數(shù)列,所以當(dāng).
(),使
成等差數(shù)列,則,時(shí)取最小值,(3)假設(shè)存在正整數(shù)即,若為偶數(shù),則若為奇數(shù),設(shè)于是當(dāng)時(shí),為奇數(shù),而為偶數(shù),上式不成立.,則,與
矛盾;,即,此時(shí)
4.已知數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。、錯(cuò)誤!未找到引用源。,其中,錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。.
(1)求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。、錯(cuò)誤!未找到引用源。的通項(xiàng)公式;
(2)是否存在自然數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得對(duì)于任意錯(cuò)誤!未找到引用源。有錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立?若存在,求出錯(cuò)誤!未找到引用源。的最小值;
(3)若數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和錯(cuò)誤!未找到引用源。.
【答案】(1)錯(cuò)誤!未找到引用源。;(2)存在,錯(cuò)誤!未找到引用源。;(3)錯(cuò)誤!未找到引用源。. 【解析】試題分析:
(1)根據(jù)題設(shè)條件用累乘法能夠求出數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.b1=2,bn+1=2bn可知{bn}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列,由此能求出{bn}的通項(xiàng)公式.(2)bn=2n.假設(shè)存在自然數(shù)m,滿足條件,先求出錯(cuò)誤!未找到引用源。,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化成錯(cuò)誤!未找到引用源。可求得錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值范圍;(3)分n是奇數(shù)、n是偶數(shù)兩種情況求出Tn,然后寫(xiě)成分段函數(shù)的形式。
試題解析:(1)由錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。. 又錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。.當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),上式成立,因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列,故錯(cuò)誤!未找到引用源。.(3)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。為奇數(shù)時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。; 當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。為偶數(shù)時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。.因此錯(cuò)誤!未找到引用源。.
點(diǎn)睛:數(shù)列求和時(shí),要根據(jù)數(shù)列項(xiàng)的特點(diǎn)選擇不同的方法,常用的求和方法有公式法、裂項(xiàng)相消法、錯(cuò)位相減法、分組求和等。
5.【江蘇省啟東中學(xué)2018屆高三上學(xué)期第一次月考】設(shè)數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,且滿足錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。為常數(shù).
(1)是否存在數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。?若存在,寫(xiě)出一個(gè)滿足要求的數(shù)列;若不存在,說(shuō)明理由.
(2)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),求證: 錯(cuò)誤!未找到引用源。.
(3)當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),求證:當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。. 【答案】(1)不存在,理由見(jiàn)解析(2)證明見(jiàn)解析(3)證明見(jiàn)解析
當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。,兩式相減得錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。,綜上,錯(cuò)誤!未找到引用源。.
6.【江蘇省泰州中學(xué)2018屆高三上學(xué)期開(kāi)學(xué)考試】已知兩個(gè)無(wú)窮數(shù)列的前項(xiàng)和分別為(1)若數(shù)列.分別滿足,其中,設(shè)數(shù)列都為遞增數(shù)列,求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)若數(shù)列①若數(shù)列②若數(shù)列滿足:存在唯一的正整數(shù)“墜點(diǎn)數(shù)列”,求 為“墜點(diǎn)數(shù)列”,數(shù)列,使得,稱數(shù)列為“墜點(diǎn)數(shù)列”.為“墜點(diǎn)數(shù)列”,是否存在正整數(shù),使得,若存在,求的最大值;若不存在,說(shuō)明理由.【答案】(1)
.(2)①,② 6.7.【江蘇省南京師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆高三高考模擬一】已知數(shù)集錯(cuò)誤!未找到引用源。具有性質(zhì)錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)任意的錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。成立.(1)分別判斷數(shù)集錯(cuò)誤!未找到引用源。與錯(cuò)誤!未找到引用源。是否具有性質(zhì)錯(cuò)誤!未找到引用源。,并說(shuō)明理由;
(2)求證: 錯(cuò)誤!未找到引用源。;
(2)若錯(cuò)誤!未找到引用源。,求錯(cuò)誤!未找到引用源。的最小值.【答案】(1)不具有(2)見(jiàn)解析(3)錯(cuò)誤!未找到引用源。.(2)因?yàn)榧襄e(cuò)誤!未找到引用源。具有性質(zhì)錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以對(duì)錯(cuò)誤!未找到引用源。而言,存在錯(cuò)誤!未找到引用源。,使得錯(cuò)誤!未找到引用源。,又因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,同理可得錯(cuò)誤!未找到引用源。,將上述不等式相加得: 錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。.(3)由(2)可知錯(cuò)誤!未找到引用源。,又錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,構(gòu)成數(shù)集錯(cuò)誤!未找到引用源。,經(jīng)檢驗(yàn)錯(cuò)誤!未找到引用源。具有性質(zhì)錯(cuò)誤!未找到引用源。,故錯(cuò)誤!未找到引用源。的最小值為錯(cuò)誤!未找到引用源。.點(diǎn)睛:本題是一道新定義的遷移信息并利用信息的信息遷移題。求解第一問(wèn)時(shí),直接運(yùn)用題設(shè)條件中所提供的條件信息進(jìn)行驗(yàn)證即可;解答第二問(wèn)時(shí),先運(yùn)用題設(shè)條件中定義的信息可得錯(cuò)誤!未找到引用源。,同理可得錯(cuò)誤!未找到引用源。,再將上述不等式相加得: 錯(cuò)誤!未找到引用源。即可獲證錯(cuò)誤!未找到引用源。;證明第三問(wèn)時(shí),充分借助(2)的結(jié)論可知錯(cuò)誤!未找到引用源。,又錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。可得錯(cuò)誤!未找到引用源。,因此構(gòu)成數(shù)集錯(cuò)誤!未找到引用源。,經(jīng)檢驗(yàn)錯(cuò)誤!未找到引用源。具有性質(zhì)錯(cuò)誤!未找到引用源。,進(jìn)而求出錯(cuò)誤!未找到引用源。的最小值為錯(cuò)誤!未找到引用源。.8.記等差數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。.(1)求證:數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。是等差數(shù)列;
(2)若 錯(cuò)誤!未找到引用源。,對(duì)任意錯(cuò)誤!未找到引用源。,均有錯(cuò)誤!未找到引用源。是公差為錯(cuò)誤!未找到引用源。的等差數(shù)列,求使錯(cuò)誤!未找到引用源。為整數(shù)的正整數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值集合;
(3)記錯(cuò)誤!未找到引用源。,求證: 錯(cuò)誤!未找到引用源。.【答案】(1)見(jiàn)解析(2)錯(cuò)誤!未找到引用源。(3)見(jiàn)解析
解:(1)設(shè)等差數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的公差為錯(cuò)誤!未找到引用源。,則錯(cuò)誤!未找到引用源。,從而錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。,即數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。是等差數(shù)列.(2)因?yàn)榈娜我獾腻e(cuò)誤!未找到引用源。都是公差為錯(cuò)誤!未找到引用源。,的等差數(shù)列,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。是公差為錯(cuò)誤!未找到引用源。,的等差數(shù)列,又錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,顯然,錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足條件,當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。不是整數(shù),綜上所述,正整數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的取值集合為錯(cuò)誤!未找到引用源。.(3)設(shè)等差數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的公差為錯(cuò)誤!未找到引用源。,則錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,即數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。是公比大于錯(cuò)誤!未找到引用源。,首項(xiàng)大于錯(cuò)誤!未找到引用源。的等比數(shù)列,記公比為錯(cuò)誤!未找到引用源。.以下證明: 錯(cuò)誤!未找到引用源。,其中錯(cuò)誤!未找到引用源。為正整數(shù),且錯(cuò)誤!未找到引用源。,因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),錯(cuò)誤!未找到引用源。,當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。為減函數(shù),錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,所以錯(cuò)誤!未找到引用源。,綜上,錯(cuò)誤!未找到引用源。,其中錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!未找到引用源。
錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。.9.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,數(shù)列{bn},{cn}滿足(n+1)bn=an+1錯(cuò)誤!未找到引用源。,(n+2)cn=錯(cuò)誤!未找到引用源。,其中n∈N*.
(1)若數(shù)列{an}是公差為2的等差數(shù)列,求數(shù)列{cn}的通項(xiàng)公式;
(2)若存在實(shí)數(shù)λ,使得對(duì)一切n∈N*,有bn≤λ≤cn,求證:數(shù)列{an}是等差數(shù)列. 【答案】(1)cn=1.(2)見(jiàn)解析.10.已知各項(xiàng)不為零的數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的前錯(cuò)誤!未找到引用源。項(xiàng)和為錯(cuò)誤!未找到引用源。,且錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。.
(1)若錯(cuò)誤!未找到引用源。成等比數(shù)列,求實(shí)數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的值;(2)若錯(cuò)誤!未找到引用源。成等差數(shù)列,①求數(shù)列錯(cuò)誤!未找到引用源。的通項(xiàng)公式; ②在錯(cuò)誤!未找到引用源。與錯(cuò)誤!未找到引用源。間插入錯(cuò)誤!未找到引用源。個(gè)正數(shù),共同組成公比為錯(cuò)誤!未找到引用源。的等比數(shù)列,若不等式錯(cuò)誤!未找到引用源。對(duì)任意的錯(cuò)誤!未找到引用源。恒成立,求實(shí)數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。的最大值.
【答案】(1)錯(cuò)誤!未找到引用源。(2)錯(cuò)誤!未找到引用源。(3)錯(cuò)誤!未找到引用源。
(3)錯(cuò)誤!未找到引用源。,在錯(cuò)誤!未找到引用源。與錯(cuò)誤!未找到引用源。間插入錯(cuò)誤!未找到引用源。個(gè)正數(shù),組成公比為錯(cuò)誤!未找到引用源。的等比數(shù)列,故有錯(cuò)誤!未找到引用源。,即錯(cuò)誤!未找到引用源。,
第三篇:放縮法證明數(shù)列不等式
放縮法證明不等式
1、設(shè)數(shù)列?an?的前n項(xiàng)的和Sn?
43an?
13?
2n
n?
1?
3(n?1,2,3,?)
n
(Ⅰ)求首項(xiàng)a1與通項(xiàng)an;(Ⅱ)設(shè)Tn?
an?4?2
n
n
2Sn
(n?1,2,3,?),證明:?Ti?
i?1
解:易求
Sn?Tn?
(其中n為正整數(shù))
n
n
432
n
an??
n
13?
?2
n?1
??
?
4n
?23
n
??
?2
n?1
?
?
?2
n?1
?1??2?1?
n
Sn
?2
n?1
?1??2?1?
?
1?1?
??n?n?1
?
2?2?12?1?
所以:
?
i?1
Ti?
313?1?
??1?n?1??2?2?12?1?22、求證:(1)
1?1?法1:數(shù)歸(兩邊都可以)
法2:放縮裂項(xiàng) 法3:定積分放縮(2)
22??
?n?N)
?
???
1n1n
?
31n?
11n
法1:放縮一:
?
n(n?1)
??
(n?2)
Sn?
??
?
??1n
1n
?(1336
?
?
?
?
52)?(15
??
1653
?
?
???
1n?1
?
1n)
=1?
1336
121400?
??1??1
121400
?1?
23893600(1
?1?
24003600
.放縮二:
1n
1n?1
?
(n?1)(n?1)
?
2n?1
?
n?1),(n?2)
Sn??54
?
?
??
1n
?(11
?
2)?
111111111(?????????)22435n?2nn?1n?1
?
1111151115
(???)??(?)?.223nn?142233
放縮三:
1n
?
1n?
?(n?
112)(n?
12)
?(1n?
?
1n?
12)?2(12n?1
?
12n?1),(n?1)
Sn?
?
?
??
1n
?1?2(13
?
?
?
???
12n?1
?
12n?1)?1?2(13
?
12n?1)?
法2:數(shù)歸——加強(qiáng)命題:常用的放縮公式:
1n(n?1)
2n?
n?1?
1n
???
1n
?
?
1n
?
1n(n?1)1n
;n?
n?1?2n?n?
n?1;
???n
n?
2n?1;
ab
?
a?mb?m
(b?a?0,m?0)
1k
?
k(k?1)(k?1)?
1n?11k(k?1)
?
?1?11*
?(k?2,k?N)??
2?k(k?1)k(k?1)?
1n?k?
n?kn1k!?
?
1n?2
?...?
?
kn?11
(k?3)
(k?2)
;2?12
n?1n
k!k(k?1)(k?2)
n
an?
例3:已知:
?1
(n?N
?),求證:?ai?
i?1
n2
?
法1:均值不等式:即證
?
?
715n2
?...?
2?12
n?1
n
?1
?
?
n2
也即:
?
?
715
?...?
2?12
n
n?1
n
?1
?
而
:
?
?
715
?...?
2?12
n?1
?1
?n
???
法2:放縮后裂項(xiàng)求和
an?
2?1212
n?1n
?1?(?
2?12(2?1
?
n
n)1
?
?
?
n?1
=
?1
?
?
2?1(2
n?1
n
?1)(2?1)
n
=
?
2?1
n
n?1
?1)
法3:數(shù)歸,但是直接去證是不行的,要轉(zhuǎn)化為一個(gè)加強(qiáng)命題
4.定義數(shù)列如下:a1?2,an?1?an?an?1,n?N
?
證明:(1)對(duì)于n?N恒有an?1?an成立。
2?
?
(2)當(dāng)n?2且n?N,有an?1?anan?1?a2a1?1成立。
(3)1?
2006
?
1a1
?
1a2
???
1a2006
?1。
解:(1)用數(shù)學(xué)歸納法易證。
(2)由an?1?an?an?1得:an?1?1?an(an?1)?an?1?an?1(an?1?1)……
a2?1?a1(a1?1)以上各式兩邊分別相乘得:
an?1?1?anan?1?a2a1(a1?1),又a1?2?an?1?anan?1?a2a1?1(3)要證不等式1?
2006
?
1a1
?
1a2
???
1a2006
?1,可先設(shè)法求和:
1a1
?
1a2
???
a2006,再進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆趴s。
?an?1?1?an(an?1)
?
1an?1?11an1a1
?
1an?1
?
1an
??
1an?11a2
?
1an?1?11a2006
?????
?(1a1?11
?
1a2?11)?(1a2?1
?
1a3?1)???(1a2006?1
?
1a2007?1)
?
a1?1
?
a2007?11
?1?
a1a2?a2006
?1
又a1a2?a2006?a1
2006
?2
2006
?1?
1a1a2?a2006
?1?
2006
?原不等式得證。
5.已知數(shù)列?an?中an?
i
i
n
nn
2?1,求證:?ai(ai?1)?3.i?1
方法一:ai(ai?1)?
n
i
2?12?1
?
i
i
i
(2?1)(2?2)
?
i
i?1
i?1
(2?1)(2?1)
?
i?1
?1
?
12?1
i
.?
?
i?1
ai(ai?1)?
(2?1)
?(12?1
?
12?1)?(12?1
?
12?1)???(12
n?1
?1
?
12?1
n)?3?
12?1
n
?3.方法二:
ai(ai?1)?
i
i
(2?1)
?
i
12?2?
i
?
12?2
i
?
122?
i
?
2?2
i
i?1
.(i?2)
n
?
?
i?1
ai(ai?1)?2?
?
???
n?1
?2?(1?
12)?3?n?1
n?1
?3.n
法3:數(shù)歸證?
?
i?1
ai(ai?1)?3?
12?1
n
?3.(即轉(zhuǎn)化為證明加強(qiáng)命題)
6、已知函數(shù)f?x??ln?1?x??x,數(shù)列?an?滿足:
a1?
2,ln2?lnan?1?an?1an?f
?an?1an?.
(1)求證:ln?1?x??x;(2)求數(shù)列?an?的通項(xiàng)公式;
(3)求證不等式:a1?a2???an?n?ln2?ln?n?2?. 解:(1)f?x??ln?1?x??x,f'?x??
11?x
?1??
x1?x,當(dāng)?1?x?0時(shí),f'?x??0,即y?f(x)是單調(diào)遞增函數(shù);當(dāng)x?0時(shí),f'?x??0,即y?f(x)是單
調(diào)遞減函數(shù).
所以f'?0??0,即x?0是極大值點(diǎn),也是最大值點(diǎn)
f?x??ln?1?x??x?f?0??0?ln?1?x??x,當(dāng)x?0時(shí)取到等號(hào).(2)法1:數(shù)學(xué)歸納法(先猜想,再證明)
法2:由ln2?lnan?1?an?1an?f?an?1an?得2an?1?an?1an?1,an?1?
12?an,an?1?1?
12?an
?1?
an?12?an,1an?1?
1?
1an?1
?1,即數(shù)列?
?
?1
??2,公差為?1,是等差數(shù)列,首項(xiàng)為?
a?11?an?1?
nn?1
∴
an?1
??n?1?an?
.
(3)法1:
a1?a2???an?1?
11?1
?1?
12?1
???1?
11??1
?n???????
23n?1n?1??
又∵x?0時(shí),有x?ln?1?x?,令x?
1n?1?1?2
?0,則
1?n?2?
?ln?1??ln ?n?1n?1?n?1?1
∴n??
?
3???
345n?1n?2???
?n?ln?ln?ln???ln?ln??? n?1?234nn?1??n?
2?n?2
?n?l?n??
n?1?2
?n??ln?
?
?343
???ln?2
n? ?nl?
∴a1?a2???an?n?ln2?ln?n?2? . 法2:積分法要證原命題,即證:?
?1?2
?
??ln(n?2)?ln2 n?1?1
????
11??1???????3n?1??2
?1?2
n?2
?
1x
dx?lnx
n?22
法3:數(shù)歸證明:?7.1、(1)求證:2
n
?
???
?
??ln(n?2)?ln2 n?1?
?
?2n?1(n?2,n?N)
nn?1n01
法1:2?Cn?Cn?...?Cn?Cn;
法2:數(shù)學(xué)歸納法 法3:函數(shù)法(求導(dǎo))
8.若n?N,證明:()+()+…+(n
n
*
n
n
n?1n)+(n
nn)?
n
ee?1
提示:借助e?1?x證明
x
第四篇:放縮法與數(shù)列不等式的證明
2017高三復(fù)習(xí)靈中黃老師的專題
放縮法證明數(shù)列不等式
編號(hào):001 引子:放縮法證明數(shù)列不等式歷來(lái)是高中數(shù)學(xué)的難點(diǎn),在高考數(shù)列試題中經(jīng)常扮演壓軸的角色。由于放縮法靈活多變,技巧性要求較高,所謂“放大一點(diǎn)點(diǎn)太大,縮小一點(diǎn)點(diǎn)太小”。為了揭開(kāi)放縮法的神秘面紗,黃老師特開(kāi)設(shè)這一專題,帶領(lǐng)大家走近“放縮法”。一.放縮法證明不等式的理論依據(jù): 1.不等式的傳遞性:
2.同向不等式的可加性:
3.同向的正數(shù)不等式的可乘性:
二.常見(jiàn)的數(shù)列求和的方法及公式特點(diǎn): 1.等差數(shù)列的和;an?_____sn?______(n?N?)2.等比數(shù)列的和:an?k?qn,sn?3.錯(cuò)位相減法:等差×等比
4.裂項(xiàng)相消法:若an?an?1?d(d為常數(shù))在三.常見(jiàn)題型分析:
1.放縮目標(biāo)模型:可求和 1.1等差模型
1111?(?)(n?N?)
an?an?1dan?1ana1(1?qn)(q?1)(n?N?)1?qn(n?1)n(n?2)?1?2?2?3?...?n(n?1)?例1.(1985全國(guó)卷)求證:(n?N?)22
n(n?1)n(n?3)?1?2?2?3?...?n(n?1)?變式:(n?N?)22
1.2等比模型
1111例2.求證:?2?3?....?n?1(n?N?)2222
變式.求證:1?12?1?11223?1?......?2n?1?1(n?N?2?1)
例3.(2014全國(guó)卷Ⅱ1?an?滿足a1?1,an?1?3an?1,1)證明:???a1?n?2??是等比數(shù)列.并求?an?的通項(xiàng)公式 2)證明:1a?113a?.......??12an2
變式:求證:12?1?12?1?115223?1?......?2n?1?3(n?N?)
例4.(2002全國(guó)卷理22題7題)第2問(wèn)已知數(shù)已知數(shù)列
列(()?an?滿足an?1?an2?nan?1,n?1,2,3.......當(dāng)a1?3時(shí),證明對(duì)所有的n?1,n?N?(1)an?n?2(2)證明:1a1?1a?.......?1?11?2?1an?12
1.3錯(cuò)位相減模型
例5.求證:12?1?23n22?2?23?3?.......?2n?n?2(n?N?)
1.4裂項(xiàng)相消模型
例2(2013廣東文19第(3)問(wèn))求證:11?3?13?5?15?7???11(2n?1)(2n?1)?2
11111例6.證明:?n?12?n?122?32?......?n2?n(n?N?)
(n?N?)
111變式1.證明:1?2?2?......?2?2(n?N?)
變式2.證明:
變式3.證明:
變式4.證明:
變式5.證明:
23n 1?111722?32?......?n2?4(n?N?)1?12?115232?......?n2?4(n?N?)?12?13?......?1n?2n(n?N?)?11132?52?......?(2n?1)2?32
1115?變式6.證明:1?2?2?......?235(2n?1)4
常見(jiàn)的放縮技巧總結(jié):
第五篇:用放縮法證明不等式
用放縮法證明不等式
蔣文利飛翔的青蛙
所謂放縮法就是利用不等式的傳遞性,對(duì)照證題目標(biāo)進(jìn)行合情合理的放大和縮小的過(guò)程,在使用放縮法證題時(shí)要注意放和縮的“度”,否則就不能同向傳遞了,此法既可以單獨(dú)用來(lái)證明不等式,也可以是其他方法證題時(shí)的一個(gè)重要步驟。下面舉例談?wù)勥\(yùn)用放縮法證題的常見(jiàn)題型。
一.“添舍”放縮
通過(guò)對(duì)不等式的一邊進(jìn)行添項(xiàng)或減項(xiàng)以達(dá)到解題目的,這是常規(guī)思路。
例1.設(shè)a,b為不相等的兩正數(shù),且a3-b3=a2-b2,求證1<a+b<4。
3證明:由題設(shè)得a2+ab+b2=a+b,于是(a+b)2>a2+ab+b2=a+b,又a+b>0,得a+b>1,又ab<(a+b),而(a+b)=a+b+ab<a+b+
+b)2<a+b,所以a+b<
例2.已知a、b、c不全為零,求證:
a2?ab?b2?b2?bc?c2?c2?ac?a2>3(a?b?c)21422132(a+b),即(a4444,故有1<a+b<。3
3證明:因?yàn)閍2?ab?b2?
同理b2?bc?c2>b?c,2(a?b23)?b2>42(a?b2)2?a?bb≥a?,22c2?ac?a2>c?a。
23(a?b?c)2所以a2?ab?b2?
二.分式放縮 b2?bc?c2?c2?ac?a2>
一個(gè)分式若分子變大則分式值變大,若分母變大則分式值變小,一個(gè)真分式,分子、分母同時(shí)加上同一個(gè)正數(shù)則分式值變大,利用這些性質(zhì),可達(dá)到證題目的。
例3.已知a、b、c為三角形的三邊,求證:1<abc++<2。b?ca?ca?b
證明:由于a、b、c為正數(shù),所以baab>>,b?ca?b?ca?ca?b?c
cc
>a?ba?b?c,所以
abcabc
++>++=1,又a,b,c為三角形的b?ca?ca+b+ca+b+ca+b+ca?b
邊,故b+c>a,則
c2c,<
a?ba?b?c
a2a2b
為真分?jǐn)?shù),則a<,同理b<,b?ca?b?ca?ca?b?cb?c
故
abc2a2b2c
++<++?2.b?ca?ca?b?ca?b?ca?b?ca?b
abc
++<2。b?ca?ca?b
綜合得1<
三.裂項(xiàng)放縮
若欲證不等式含有與自然數(shù)n有關(guān)的n項(xiàng)和,可采用數(shù)列中裂項(xiàng)求和等方法來(lái)解題。例4.已知n∈N*,求1?
1n
??
1n
2n?
n
?
???
1n
<2n。
證明:因?yàn)?<
n?n?13?
?2(n?n?1),則1???
<1?2(2?1)?2(2)???2(n?n?1)?2n?1<2n,證畢。
例
n(n?1)2
5.?an?
已知
(n?1)2
n?N
*
且
an?
?2?2?3???n(n?1),求證:
對(duì)所有正整數(shù)n都成立。
n
證明:因?yàn)閚(n?1)?又n(n?1)?
1?22
?n,所以an?1?2???n?
n(n?1),n(n?1)
?2?32,n(n?1)
2n?12
(n?1)
所以an?立。
?????????,綜合知結(jié)論成四.公式放縮
利用已知的公式或恒不等式,把欲證不等式變形后再放縮,可獲簡(jiǎn)解。
例6.已知函數(shù)f(x)?證明:由題意知
f(n)?
nn?1
?2?12?1
nn
2?12?1
x
x,證明:對(duì)于n?N*且n?3都有f(n)?
nn?1。
?
nn?1
?(1?
22?1
n)?(1?
1n?1)?
1n?1
?
22?1
n
?
2?(2n?1)(n?1)(2?1)
n
n
又因?yàn)閚?N*且n?3,所以只須證2n?2n?1,又因?yàn)椋琻
?(1?1)
n
?Cn
?Cn?Cn
???Cn
n?1
?Cn
n
?1?n?
n(n?1)
???n?1?2n?1
所
以f(n)?
nn?1。
例7.已知f(x)??x2,求證:當(dāng)a?b時(shí)f(a)?f(b)?a?b。證
f(a)?f(b)?
1?a2?
?b2?
明
a2?b2?a
:
?
?b
?
a?ba?b?a
b2
?1?
?
a?ba?ba?b
?
(a?b)a?b
a?b
?a?b證畢。
五.換元放縮
對(duì)于不等式的某個(gè)部分進(jìn)行換元,可顯露問(wèn)題的本質(zhì),然后隨機(jī)進(jìn)行放縮,可達(dá)解題目的。
例8.已知a?b?c,求證
1a?b
?
1b?c
?
1c?a
?0。
證明:因?yàn)閍?b?c,所以可設(shè)a?c?t,b?c?u(t?u?0),所以t?u?0則
1a?b
?
1b?c
?
1c?a
?
1t?u
?1u?1t?1u?1t?t?utu
?0,即
1a?b
?
1b?c
?
1c?a
?0。
例9.已知a,b,c為△ABC的三條邊,且有a2?b2?c2,當(dāng)n?N*且n?3時(shí),求證:an?bn?cn。
證明:由于a2?b2?c2,可設(shè)a=csina,b=ccosa(a為銳角),因?yàn)??sina?1,0?cosa?1,則當(dāng)n?3時(shí),sinna?sin2a,cosna?cos2a,所以an?bn?cn(sinna?cosna)?cn(sin2a?cos2a)?cn。
六.單調(diào)函數(shù)放縮
根據(jù)題目特征,通過(guò)構(gòu)造特殊的單調(diào)函數(shù),利用其單調(diào)性質(zhì)進(jìn)行放縮求解。例10.已知a,b∈R,求證
x1?x
a?b1?a?b
?
a1?a
?
b1?b。
證明:構(gòu)造函數(shù)f(x)?
f(x1)?f(x2)?
x11?x1
?
(x?0),首先判斷其單調(diào)性,設(shè)0?x1?x2,因?yàn)?/p>
x21?x2
?
x1?x2(1?x1)(1?x2)
?0,所以f?x1??f?x2?,所以f(x)在[0,??]上是增函數(shù),取x1?a?b,x2?a?b,顯然滿足0?x1?x2,所以f(a?b)?f(|a|?|b|),即
|a?b|1?|a?b|
?
|a|?|b|1?|a|?|b|
?
|a|1?|a|?|b|
?
|b|1?|a|?|b|
?
|a|1?|a|
?
|b|1?|b|
。證畢。