数列型不等式的证明.docx

解题宝典证明数列不等式问题是一类综合性较强且难度较大的问题，不仅考查了数列知识，还考查了证明不等式的技巧.本文主要介绍三种证明数列不等式问题的方法，以供大家参考.一、利用数列的单调性我们知道，数列具有单调性.因此在证明数列不等式问题时，我们可以利用数列的单调性来讨论数列的变化趋势，进而证明不等式.利用数列的单调性解题的关键在于观察数列的特征，通过作差、作商等方法，构造出新数列，利用数列的单调性证明结论.例1.已知数列{}a n各项均为正数，前n项和S1>1，满足关系式6S n=(a n+1)(a n+2)，n∈N*.设数列{}bn满足关系式an(2b n-1)=1，令T n为数列{}b n的前n项和，求证：3T n+1>log2(a n+3)，n∈N*.证明：根据前n项和关系式可得a n=3n-1，将其代入到an(2b n-1)=1中可得b n=log23n3n-1，Tn=b1+b2+⋯+b n=log2(32×65×⋯×3n3n-1)，则3T n+1-log2(a n+3)=log2éë(32×65×⋯×3n3n-1)3ùû×23n+2.设f(n)=(32×65×⋯×3n3n-1)3×23n+2，则f(n+1)f(n)=(3n+3)3(3n+5)(3n+2)2，变形得(3n+3)3-(3n+5)(3n+2)2=9n+7>0，则数列{}f(n)单调递增.因此f(n)≥f(1)>1，则3T n+1-log2(a n+3)=log2f(n)>0，所以3T n+1>log2(a n+3).本题的难度较大，欲证明此题，首先需要从结论出发，构造数列f(n)，然后根据新数列的形式，利用作差法、作商法证明数列具有单调性，再利用其单调性证明结论.很多时候，我们并不能直接发现数列的单调性，往往需要对数列的递推式进行多次转换、变形，构造出新数列才能发现其单调性.二、放缩法放缩法是解答不等式问题的基本方法之一.在运用放缩法证明数列不等式问题时，我们必须紧紧围绕着放缩目标，掌握好放缩的尺度，灵活运用不等式的传递性证明不等式.常见的放缩技巧有添加或删除某些项、先放缩再求和（先求和再放缩）、先裂项再放缩（先放缩再裂项）等.但无论运用哪种放缩技巧，都需要把控放缩的尺度，否则容易得出错误的答案.例2.已知数列{}a n满足条件：a1=1，a n+1=2a n+1(n∈N*)，试证明：n2-13<a1a2+a2a3+⋯+a n an+1<n2.证明：由a n+1=2a n+1,(n∈N*)，可得a n=2n-1，则akak+1=2k-12k+1-1=2k-12(2k-12)<2k-12(2k-1)=12，所以a1a2+a2a3+⋯+anan+1<12+12+⋯+12=n2.故akak+1=2k-12k+1-1=12·2k+1-22k+1-1=12(1-12k+1-1)=12-13×2k+2k-2≥12-13×12k(k=1,2,3,⋯)，即a1a2+a2a3+⋯+anan+1≥12-13(12+122+⋯+12n)=n2-13(1-12n)>n2-13.综合上述分析，即可证明不等式n2-13<a1a2+a2a3+⋯+a n a n+1<n2成立.本题主要运用了放缩法，首先结合数列不等式的表达式，对不等式进行缩放，构造出anan+1，再借助不等式的传递性证明了结论.三、导数法对于综合性较强的数列不等式问题，我们往往采用导数法来求解.首先结合不等式构造出函数模型，对函数求导，通过研究其导函数得到函数的单调性、最储文海42解题宝典值，进而证明不等式成立.例3：试证明12+13+14+⋯+1n <ln n <1+12+13+14+⋯+1n +1(n ∈N*).证明：令a n =1n +1、b n =1n ，于是当n ≥2时，S n -1=ln n 、S n =ln(n +1).则S n -S n -1=ln(n -1)-ln n =ln n +1n.欲证明原不等式成立，需要证明1n +1<ln n +1n<1n ，即证明1x +1<ln x +1x <1x ,x ≥1.设函数f (x )=ln x +1x -1x +1，对其进行求导可得到f ′(x )=1x +1-1x +1(x +1)2=-1x (x +1)2<0.令x +1x =t ，则1x =t -1，t -1t<ln t <t -1,(t >1).设函数h (t )=ln t -t -1t ，则h ′(t )=t -1t2>0，则函数h (t )在(1,+∞)单调递增，所以h (t )>h (1)=0，h (t )=ln t -t -1t>0，即是ln t >t -1t.同理可以证得ln t <t -1，即是ln t +1t <1t.综上可得，1t +1<ln t +1t <1t ，当t 分别取1,2,3,…,n -1时，12+13+14+⋯+1n <ln n <1+12+13+14+⋯+1n +1.运用导数法的根本目的是判断数列的单调性，求得数列的最值.这里首先构造出两个数列以及两个数列的和式，然后结合目标不等式的形式构造出函数模型，通过分析导函数确定函数的单调性，从而证明不等式.从上述分析我们不难看出，证明数列不等式问题的难度系数较大.在解答此类问题时，我们需要仔细分析数列不等式的特点，将其进行适当的变形、转化，并要学会联想，将其与不等式的性质、重要结论以及函数、导数的性质关联起来，才能将难题破解.（作者单位：江苏省华罗庚中学）立体几何是高考数学考查的重点.解答立体几何问题常用的方法是几何法和向量法.这两种方法是分别从几何和代数两个角度入手的，有着各自的优势.本文重点探讨这两种方法在解题中的应用.一、几何法几何法是指运用几何知识解答问题的方法.在解答立体几何问题时，我们需要根据题意绘制相应的图形，探寻空间中点、线、面之间的位置关系，通过延长线段，平移、变换、旋转图形，添加辅助线等方式，建立结论与已有条件之间的联系，灵活运用各种定理、定义、性质，对条件进行转化，顺利解答问题.例1.如图1，在三棱台ABC-DEF 中，已知平面BCEF ⊥平面ABC ，∠ACB -90°，BE =EF =FC =1，BC =2，AC =3，（1）求证：BF ⊥平面ACFD （2）求二面角B -AD -C 的余弦值.李鹏飞图143。

导数数列型不等式的证明涉及到导数的概念、性质和运算，通常需要运用放缩、构造辅助函数、微分中值定理等方法。

以下是一些常见的导数数列型不等式的证明方法：
放缩法：通过放缩不等式，使得不等式的证明变得更加容易。

例如，可以利用导数的性质，将原不等式转化为容易证明的等式或不等式。

构造辅助函数法：根据导数的性质，构造出一个辅助函数，通过研究该函数的性质，证明不等式。

例如，可以构造一个函数，使其在指定区间上单调递增或递减，从而证明不等式。

微分中值定理法：利用微分中值定理，将不等式转化为一个容易证明的等式或不等式。

例如，可以根据微分中值定理，将原不等式转化为一个关于某个变量的函数，然后对该函数求导，证明其单调性，从而证明不等式。

需要注意的是，在证明导数数列型不等式时，需要充分理解导数的性质和运算规则，并能够灵活运用。

同时，还需要注重证明过程中的严谨性和准确性，避免出现错误。

数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式教学目标1．牢固掌握数学归纳法的证明步骤，熟练表达数学归纳法证明的过程．2．通过事例，学生掌握运用数学归纳法证明不等式的思想方法．3．培养学生的逻辑思维能力，运算能力，和分析问题、解决问题的能力．教学重点与难点重点：巩固对数学归纳法意义和有效性的理解，并能正确表达解题过程，以及掌握利用数学归纳法证明不等式的基本思路．难点：应用数学归纳法证明的不同方法的选择及解题技巧．教学过程设计（一）复习回顾师：上次课我们已经学习了数学归纳法以及运用数学归纳法解题的步骤，请同学们联想“多米诺骨牌”游戏，说出数学归纳法的步骤？生：数学归纳法是用于证明某些与自然数有关的命题的一种方法．设要证命题为P（n）．（1）证明当n取第一个值n0时，结论正确，即验证P（n0）正确；（2）假设n=k（k∈N且k≥n0）时结论正确，证明当n=k+1时，结论也正确，即由P（k）正确推出P（k+1）正确，根据（1），（2），就可以判定命题P（n）对于从n0开始的所有自然数n都正确．师：演示小黑板或运用投影仪讲评作业．（讲评作业的目的是从错误中进一步强调恰当地运用归纳假设是数学归纳法的关键）作业中用数学归纳法证明：2+4+6+8+…+2n=n（n+1）．如采用下面的证法，对吗？证明：（1）当n=1时，左=2，右=2，则等式成立．（2）假设n=k时（k∈N，k≥1），等式成立，即2+4+6+…+2k=k（k+1）．当n=k+1时，2+4+6+…+2k+（k+1）所以n=k+1时，等式也成立．根据（1）（2）可知，对于任意自然数n，原等式都能成立．生甲：证明过程正确．生乙：证明方法不是数学归纳法，因为第二步证明时，没有应用归纳假设．师：从形式上看此种证明方法是数学归纳法，但实质在要证明n=k+1正确时，未用到归纳假设，直接采用等差数列求和公式，违背了数学归纳法的本质特点递推性，所以不能称之为数学归纳法．因此告诫我们在运用数学归纳法证明时，不能机械套用两个步骤，在证明n=k+1命题成立时，一定要利用归纳假设．（课堂上讲评作业，指出学生作业中不妥之处，有利于巩固旧知识，为新知识的学习扫清障碍，使学生引以为戒，所谓温故而知新）（二）讲授新课师：在明确数学归纳法本质的基础上，我们来共同研究它在不等式证明中的应用．（板书）例1已知x＞-1，且x≠0，n∈N，n≥2．求证：（1+x）n＞1+nx．师：首先验证n=2时的情况．（板书）证：（1）当n=2时，左边=（1+x）2=1+2x+x2，右边=1+2x，因x2＞0，则原不等式成立．（在这里，一定要强调之所以左边＞右边，关键在于x2＞0是由已知条件x ≠0获得，为下面证明做铺垫）（2）假设n=k时（k≥2），不等式成立，即（1+x）k＞1+kx．师：现在要证的目标是（1+x）k+1＞1+（k+1）x，请同学考虑．生：因为应用数学归纳法，在证明n=k+1命题成立时，一定要运用归纳假设，所以当n=k+1时．应构造出归纳假设适应的条件．所以有：（1+x）k+1=（1+x）k （1+x），因为x＞-1（已知），所以1+x＞0于是（1+x）k（1+x）＞（1+kx）（1+x）．师：现将命题转化成如何证明不等式（1+kx）（1+x）≥1+（k+1）x．显然，上式中“=”不成立．故只需证：（1+kx）（1+x）＞1+（k+1）x．提问：证明不等式的基本方法有哪些？生甲：证明不等式的基本方法有比较法、综合法、分析法．（提问的目的是使学生明确在第二步证明中，合理运用归纳假设的同时，其本质是不等式证明，因此证明不等式的所有方法、技巧手段都适用）生乙：证明不等式（1+kx）（1+x）＞1+（k+1）x，可采用作差比较法．（1+kx）（1+x）-[1+（k+1）x]=1+x+kx+kx2-1-kx-x=kx2＞0（因x≠0，则x2＞0）．所以，（1+kx）（1+x）＞1+（k+1）x．生丙：也可采用综合法的放缩技巧．（1+kx）（1+x）=1+kx+x+lx2=1+（k+1）x+kx2．因为kx2＞0，所以1+（k+1）x+kx2＞1+（k+1）x，即（1+kx）（1+x）＞1+（1+k）x成立．生丁：……（学生可能还有其他多种证明方法，这样培养了学生思维品质的广阔性，教师应及时引导总结）师：这些方法，哪种更简便，更适合数学归纳法的书写格式？学生丙用放缩技巧证明显然更简便，利于书写．（板书）将例1的格式完整规范．当n=k+1时，因为x＞-1，所以1+x＞0，于是左边=（1+x）k+1=（1+x）k（1+x）＞（1+x）（1+lx）=1+（k+1）x+kx2；右边=1+（k+1）x．因为kx2＞0，所以左边＞右边，即（1+x）k+1＞1+（k+1）x．这就是说，原不等式当n=k+1时也成立．根据（1）和（2），原不等式对任何不小于2的自然数n都成立．（通过例1的讲解，明确在第二步证明过程中，虽然可以采取证明不等式的有关方法，但为了书写更流畅，逻辑更严谨，通常经归纳假设后，要进行合理放缩，以达到转化的目的）师：下面再举例子，来说明合理放缩的重要性．（板书）例2证明：2n+2＞n2，n∈N+．师：（1）当 n=1时，左边=21+2=4；右边=1，左边＞右边．所以原不等式成立．（2）假设n=k时（k≥1且k∈N）时，不等式成立，即2k+2＞k2．现在，请同学们考虑n=k+1时，如何论证2k+1+2＞（k+1）2成立．生：利用归纳假设2k+1+2=2．2k+2=2（2k+2）-2＞2·k2-2．师：将不等式2k2-2＞（k+1）2，右边展开后得：k2+2k+1，由于转化目的十分明确，所以只需将不等式的左边向k2+2k+1方向进行转化，即：2k2-2=k2+2k+1+k2-2k-3．由此不难看出，只需证明k2-2k-3≥0，不等式2k2-2＞k2+2k+1即成立．生：因为k2-2k-3=（k-3）（k+1），而k∈N，故k+1＞0，但k-3≥0成立的条件是k≥3，所以当k∈N时，k-3≥0未必成立．师：不成立的条件是什么？生：当k=1，2时，不等式k-3≥0不成立．师：由于使不等式不成立的k值是有限的，只需利用归纳法，将其逐一验证原命题成立，因此在证明第一步中，应补充验证n=2时原命题成立，那么，n=3时是否也需要论证？生：n=3需要验证，这是因为数学归纳法中的第一步验证是第二步归纳假设的基础，而第二步中对于k是大于或等于3才成立，故在验证时，应验证n=3时，命题成立．师：（补充板书）当n=2时，左=22+2=6，右=22=4，所以左＞右；当n=3时，左=23+2=10，右=32=9，所以左＞右．因此当n=1，2，3时，不等式成立．（以下请学生板书）（2）假设当n=k（k≥3且k∈N）时，不等式成立．即2k+2＞k2．因为2k+1+2=2·2k+2=2（2k+2）-2＞2k2-2=k2+2k+1+k2-2k-3=（k2+2k+1）+（k+1）（k-3）（因k≥3，则k-3≥0，k+1＞0）≥k2+2k+1=（k+1）2．所以2k+1+2＞（k+1）2．故当n=k+1时，原不等式也成立．根据（1）和（2），原不等式对于任何n∈N都成立．师：通过例2可知，在证明n=k+1时命题成立过程中，针对目标k2+2k+1，采用缩小的手段，但是由于k的取值范围（k≥1）太大，不便于缩小，因此，用增加奠基步骤（把验证n=1．扩大到验证n=1，2，3）的方法，使假设中k的取值范围适当缩小到k≥3，促使放缩成功，达到目标．（板书）例3求证：当n≥2时，（由学生自行完成第一步的验证；第二步中的假设，教师应重点讲解n=k到n=k+1命题的转化过程）师：当n=k+1时，不等式的左边表达式是怎样的？生：当n=k+1时，k项，应是第2k项，数列各项分母是连续的自然数，最后一项是以3k在3k后面还有3k+1、3k+2．最后才为3k+3即3（k+1），所以正确（在这里，学生极易出现错误，错误的思维定势认为从n=k到n=k+1时，只增加一项，求和式中最后一项即为第几项的通项，教师在这里要着重分析，化解难点．）运算，应针对问题的特点，巧妙合理地利用“放缩技巧”，使问题获得简捷的证明：（板书略）师：设S（n）表示原式左边，f（n）表示原式右边，则由上面的证法可知，从n=k到n=k+1命题的转化途径是：要注意：这里 S′（k）不一定是一项，应根据题目情况确定．（三）课堂小结1．用数学归纳法证明，要完成两个步骤，这两个步骤是缺一不可的．但从证题的难易来分析，证明第二步是难点和关键，要充分利用归纳假设，做好命题从n=k到n=k+1的转化，这个转化要求在变化过程中结构不变．2．用数学归纳法证明不等式是较困难的课题，除运用证明不等式的几种基本方法外，经常使用的方法就是放缩法，针对目标，合理放缩，从而达到目标．3．数学归纳法也不是万能的，也有不能解决的问题．错误解法：（2）假设n=k时，不等式成立，即当n=k+1时，则n=k+1时，不等式也成立．根据（1）（2），原不等式对n∈N+都成立．（四）课后作业1．课本P121：5，P122：6．2．证明不等式：（提示：（1）当n=1时，不等式成立．（2）假设n=k时，不等式成立，即那么，这就是说，n=k+1时，不等式也成立．根据（1）（2）可知不等式对n∈N+都成立．）3．对于任意大于1的自然数n，求证：（提示：（2）假设n=k时，不等式成立，即这就是说，n=k+1时，原不等式成立．根据（1），（2）可知，对任意大于1的自然数n，原不等式都成立．）用数学归纳法证明①式：（1）当n=3时，①式成立．（2）假设 n=k（k≥3，k∈N）时，①式成立，即2k＞2k+1．那么2k+1=2k·2＞2（2k+1）=2（k+1）+1+（2k-1）＞2（k+1）+1（因k≥3，则2k-1≥5＞0）．这就是说，当n=k+1时，①式也成立．根据（1）（2）可知，对一切n∈N，n≥3①式都成立，即f课堂教学设计说明1．数归法是以皮亚诺的归纳公理作为依据，把归纳法与演绎法结合起来的一种完全归纳法．数学归纳法证明中的两个步骤体现了递推思想．在教学中应使学生明确这两个步骤的关系：第一步是递推的基础；第二步是递推的依据，缺一不可，否则就会导致错误．为了取得良好的教学效果，不妨利用“多米诺骨牌”游戏来加深这两步骤之间的关系的理解，在演示时，应分三种情况：（1）推倒第一张，接着依次倒下直至最后一张；（2）推倒第一张，中途某处停止，最后一张不倒；（3）第一张不倒，后面不管能否推倒，都不会全部倒下．通过具体生动的模型，帮助学生理解数学归纳法的实质．2．用数学归纳法证明不等式，宜先比较n=k与n=k+1这两个不等式间的差异，以决定n=k时不等式做何种变形，一般地只能变出n=k+1等式的一边，然后再利用比较、分析、综合、放缩及不等式的传递性来完成由n=k成立推出n=k+1不等式成立的证明．3．要注意：在证明的第二步中，必须利用“n=k时命题成立”这一归纳假设，并且由f（k）到 f（k+1），并不总是仅增加一项，如例2，4．要教会学生思维，离开研究解答问题的思维过程几乎是不可能的，因此在日常教学中，尤其是解题教学中，必须把教学集中在问题解答者解答问题的整个过程上，培养学生构作问题解答过程的框图，因为用文字、符号或图表简明地表达解答过程或结果的能力，叙述表达自己解题思路的能力，这也是问题解答所必需的．。

利用定积分证明数列和型不等式数列和型不等式是数列中项的和与数列项的不等关系之间的一种定理。

利用定积分可以证明数列和型不等式。

首先我们先回顾一下数列和的定义。

对于n个实数a1, a2, ..., an，我们定义它们的和为S = a1 + a2 + ... + an。

数列和型不等式就是研究这种和与数列项的不等关系。

接下来我们将使用定积分来证明数列和型不等式。

定积分是微积分中一个重要的概念。

给定一个函数f(x)，我们可以通过定积分来计算函数在一些区间上的面积。

假设我们有一个数列{an}，其中每个项an都是一个非负实数。

我们可以定义一个函数f(x)，其在区间[0, n]上的积分值就是数列{an}的和。

我们令S = ∫₀ⁿ f(x)dx。

现在我们来看定积分的性质。

对于一个非负函数f(x)，如果在区间[a, b]上有f(x) ≤ g(x)，那么∫ₐᵇf(x)dx ≤ ∫ₐᵇ g(x)dx。

也就是说，如果函数f(x)在整个区间上都小于等于另一个函数g(x)，那么f(x)的积分值一定小于等于g(x)的积分值。

现在我们可以使用定积分来证明数列和型不等式了。

假设{an}是一个非负数列，且存在一个非负函数f(x)，使得在整个区间[0, n]上都有0≤ an ≤ f(x)。

我们令S = ∫₀ⁿ f(x)dx。

根据定积分的性质，对于任意的项an，有0 ≤ an ≤ f(x)。

因此对于数列的和S，我们有0 ≤ S ≤ ∫₀ⁿ f(x)dx。

根据定义，∫₀ⁿ f(x)dx就是数列{an}的和。

因此我们得到了数列和型不等式：0 ≤ S ≤ a₁ + a₂ + ... + an。

数列和型不等式有一个重要的应用就是用来估计数列的和。

当我们能找到一个函数f(x)，使得在整个区间[0, n]上都有an ≤ f(x)成立时，我们可以通过计算∫₀ⁿ f(x)dx来得到数列{an}的一个上界。

这个上界就是数列的和的一个估计值。

总结起来，利用定积分可以证明数列和型不等式。

微专题。

用导数证明数列型不等式方法1：利用不等式1-≤lnx≤x-1,(x>1)证明数列型不等式背景知识：n=2×3×…×n，lnn=ln2+ln3+…+lnn-11.求证：1+1/2+…+1/n<lnn<1+1/2+…+1/n+(1/n+1)+(1/n+2)+…+(1/2n-1)，(n≥2,n∈N*)证明：在不等式中令x＞1，1-x≤lnx≤x-1，n=2,3,…,n，可得个不等式，相加可以得证。

ln2+ln3+…+lnn-1≤1+1/2+…+1/nln2+ln3+…+lnn-1＞1+1/2+…+1/n+(1/n+1)+(1/n+2)+…+(1/2n-1)2.求证：n≥2,n∈N*，时，2×3×…×n<n^n-1证明：2×3×…×n<2×2×…×2=n^(n-1)3.求证：ln(n^2+1)<1+2lnn!(n≥2,n∈N*)证明：由lnx0)，令x=n^2+1，则有ln(n^2+1)<2n^2/(n^2+1)2n^2/(n^2+1)<2lnn。

即n^2/(n^2+1)<lnn。

整理得ln(n^2+1)<1+2lnn!4.已知函数f(x)=xlnx,g(x)=x^2+x-a(a∈R)Ⅰ）若直线x=t(t>0)与曲线y=f(x)和y=g(x)分别交于A,B 两点，且曲线y=f(x)在点A处的切线与y=g(x)在点B处的切线相互平行，求a的取值范围；Ⅱ）设Sn=1/2+1/3+…+1/n，证明：ln(2^2+1)+ln(3^2+1)+…+ln(n^2+1)<2Sn解：（Ⅰ）f（x）=xlnx，（x＞0），∴f′（x）=1+lnx，∵曲线y=f（x）在点A处的切线与y=g（x）在点B处的切线相互平行，∴f′（t）=g′（t）在（0,+∞）有解，即lnt=a-t在（0,+∞）有解，∵t＞0，∴a＞0．令x=e，则得t=e，∴a=e-1 Ⅱ）当x∈(0,e)时，F′(x)>0，F(x)单调递增，其中F(x)=ln(x^2+1)，则有ln(2^2+1)+ln(3^2+1)+…+ln(n^2+1)<F(2)+F(3)+…+F(n)，由于F(x)单调递增，故F(2)+F(3)+…+F(n)<∫(1,n)F(x)dx，又因为F(x)在(0,+∞)上单调递增，故∫(1,n)F(x)dx<∫(1,n)F(n)dx=nF(n)-ln(n^2+1)/2，所以ln(2^2+1)+ln(3^2+1)+…+ln(n^2+1)<nlnn-ln(n^2+1)/2，即ln(2^2+1)+ln(3^2+1)+…+ln(n^2+1)<2(1/2+1/3+…+1/n)=2Sn。

函数与导数解答题之数列型不等式证明例1.已知函数()()ln 3f x a x ax a R =--∈(1)讨论函数)(x f 的单调性;(2)证明:*1111ln(1)()23n n N n ++++>+∈(3)证明:()*ln 2ln 3ln 4ln 5ln 12,2345n n n N n n ⋅⋅⋅<≥∈ (4)证明:()*22222ln 2ln 3ln 4ln 5ln 112,23452n n n n n N n n +⎛⎫⋅⋅⋅<⋅≥∈ ⎪⎝⎭(5)证明:()444442*44444ln 2ln 3ln 4ln 5ln (1)2,23454n n n n N n n +⋅⋅⋅<≥∈ (6)求证:()()()()222222121ln 2ln 3ln ...2,2321n n n n n N n n *-++++<≥∈+ (7)求证:()22221111111...12482n e n N *⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++<∈ ⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭例2.已知函数2()ln(1)f x a x ax x =+--.（1）若1x =为函数()f x 的零点，求a 的值；（2）求()f x 的极值；（3）证明：对任意正整数n ，222134232)1ln(n n n +++++<+ .例3．已知函数()x f x e ax a =--（其中,a R e ∈是自然对数的底数，2.71828e =…）.（1）当a e =时，求函数()f x 的极值；（II ）当01a ≤≤时，求证()0f x ≥；（2）求证：对任意正整数n ，都有2111111222n e ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.例4.设函数()ln 1f x x px（1）求函数()f x 的极值点；（2）当p ＞0时，若对任意的x ＞0，恒有0)(≤x f ，求p 的取值范围；（3）证明：).2,()1(212ln 33ln 22ln 2222222≥∈+--<+++n N n n n n nn例5.已知函数()ln 1f x x x =-+｡(1)求()f x 的最大值;(2)证明不等式:()*121n n n n e n N n n n e ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++<∈ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭例6.已知函数()()2ln 1f x x x =-+ (1)当0x >时,求证:()3;f x x <(2)当n N *∈时,求证:()33311111511...23421n k f k n n n =⎛⎫<++++≤- ⎪+⎝⎭∑例7.设函数()2()ln(1)0f x x m x m =++≠(1)若12m =-,求)(x f 的单调区间;(2)如果函数)(x f 在定义域内既有极大值又有极小值,求实数m 的取值范围;(3)求证:对任意的*N n ∈,不等式311ln nn n n ->+恒成立｡例8.已知函数()ln(1)(1)1()f x x k x k =---+∈R ,(1)求函数()f x 的单调区间;(2)若()0f x ≤恒成立,试确定实数k 的取值范围;(3)证明:ln 2ln 3ln (1)3414n n n n -+++<+(),1n N n ∈>.例9.已知函数)0()(>++=a c xb ax x f 的图像在点))1(,1(f 处的切线方程为1-=x y ｡(1)用a 表示出c b ,;(2)若x x f ln )(≥在),1[+∞上恒成立,求a 的取值范围;(3)证明:)1()1(2)1ln(131211≥+++>++++n n n n n .例10.已知函数2()2ln 1f x a x x =-+｡(1)当1a =时,求函数()f x 的单调区间及()f x 的最大值;(2)令()()g x f x x =+,若()g x 在定义域上是单调函数,求a 的取值范围;(3)对于任意的*2,n n N ≥∈,试比较22222ln 2ln 3ln 4ln 5ln n +++++与232(1)n n n n --+的大小并证明你的结论｡。

数列中的不等式的证明证明数列中的不等式的一般方法包括数学归纳法和放缩法。

数学归纳法可以直接应用于正整数相关的命题，包括数列不等式。

但有些数列不等式必须经过加强后才能使用数学归纳法证明。

放缩法包括单项放缩、裂项放缩、并项放缩、舍（添）项放缩、排项放缩和利用基本不等式放缩。

能用排项放缩证明的数列不等式必能直接应用数学归纳法证明，反之亦然。

第一种证明方法是直接应用数学归纳法。

例如，对于函数$f(x)=-x+ax$在$(0,1)$上为增函数的情况，可以通过数学归纳法求出实数$a$的取值集合$A$，并比较数列$\{a_n\}$中相邻两项$a_{n+1}$和$a_n$的大小。

另一个例子是已知数列$\{a_n\}$中$a_1=2$，$a_{n+1}=(2-1)(a_n+2)$，可以求出数列的通项公式，并证明$2<b_n\leq a_{4n-3}$，其中$b_n=3a_{2n+1}/(2a_{2n}+3)$。

第二种证明方法是放缩法。

例如，已知数列$\{a_n\}$中$a_n+(a_{n+1}+2)a_n+2a_{n+1}+1=3$，$a_1=-2$，可以证明$-1a_{2n-1}$。

另一个例子是已知函数$f(x)=ax-x$的最大值不大于$/428$，且在$x\in[1,1]$时$f(x)\geq11/428$，可以求出$a$的值，并证明$a_n<2n+111$，其中$a_{n+1}=f(a_n)$。

综上所述，证明数列中的不等式可以通过数学归纳法和放缩法两种方法进行。

具体方法包括直接应用数学归纳法、加强命题后应用数学归纳法、单项放缩、裂项放缩、并项放缩、舍（添）项放缩、排项放缩和利用基本不等式放缩。

在使用放缩法时，需要根据具体情况选择合适的方法进行证明。

1.若数列{b_n}中b_1=2，b_{n+1}=\frac{3-b_n}{2}，证明b_n>0且b_n<\frac{2}{3}。

2.用数学归纳法证明：对于任意正整数n，有1+2+3+\cdots+n\leq n^2.3.已知a_1=1，a_{n+1}=\sqrt{a_n+6}，证明a_n<3.4.设数列{a_n}的通项公式为a_n=\frac{1}{n(n+1)}，求证\sum_{k=1}^n\frac{1}{k}-\ln(n+1)<1.5.已知数列{a_n}为等差数列，数列{b_n}为等比数列，且a_1=b_1，a_2=b_2，a_3=b_3，求证a_n\leq b_n。

导数之数列型不等式证明首先，我们需要明确什么是数列的导数。

在数学中，数列的导数是描述数列变化趋势的一个概念。

对于数列${a_n}$，它的导数数列${b_n}$定义为$b_n=a_{n+1}-a_n$。

导数数列可以用来描述原数列的变化速度。

接下来，我们将通过数学推导来证明一个关于数列导数的不等式。

我们假设${a_n}$是一个递增数列，并要证明它的导数数列${b_n}$也是递增数列。

即$b_n<b_{n+1}$。

证明过程如下：假设数列${a_n}$是一个递增数列，则对于任意的$n$，都有$a_n<a_{n+1}$成立。

我们来观察导数数列${b_n}$，根据导数数列的定义，我们可以得到$b_n=a_{n+1}-a_n$。

要证明导数数列也是递增数列，即证明$b_n<b_{n+1}$成立。

首先，我们将$b_n$表示成数列${a_n}$的形式，即$b_n=a_{n+1}-a_n$。

然后将$b_{n+1}$表示成数列${a_n}$的形式，即$b_{n+1}=a_{n+2}-a_{n+1}$。

然后，我们可以得到$b_{n+1}-b_n=(a_{n+2}-a_{n+1})-(a_{n+1}-a_n)=a_{n+2}-2a_{n+1}+a_n$。

根据数列${a_n}$是递增数列的假设，我们可以得到$a_{n+2}>a_{n+1}$且$a_{n+1}>a_n$。

将这两个不等式代入上面的等式中，我们可以得到$b_{n+1}-b_n=a_{n+2}-2a_{n+1}+a_n>0$。

由此可得，$b_{n+1}>b_n$，即导数数列${b_n}$是递增数列。

综上所述，我们通过数学推导证明了当数列${a_n}$是一个递增数列时，它的导数数列${b_n}$也是一个递增数列。

总结起来，数列导数之不等式证明是通过对数列的导数进行数学推导与证明，验证数列导数的性质。

通过上述证明过程，我们得出了当数列是递增数列时，其导数数列也是递增数列的结论。

利用数列证明不等式不等式是数学中非常基础但又非常重要的一个概念。

它可以用来描述数量的大小关系，也可以应用于各种各样的问题中。

在学习不等式时，我们常常需要证明某个不等式是否成立。

今天，我们就来探讨一下利用数列证明不等式的方法。

一、利用数列定义不等式有些不等式可以直接利用数列的定义证明。

比如说，我们可以证明以下不等式：（1）a<b，则a的平方小于b的平方，即a^2<b^2。

证明：根据数列的定义，如果a<b，则a-b<0。

因此，我们有：a^2-b^2=(a+b)(a-b)<0。

显然，(a+b)>0，因此我们得到了a^2<b^2。

（2）对于所有正实数a, b，有2ab≤a^2+b^2。

证明：我们可以构造一个数列来证明这个不等式。

设a、b为正实数，构造数列{x_n}和{y_n}，其中：x_n=a/n，y_n=b/n，则这两个数列的平方和为：∑x_n^2=a^2/n^2，∑y_n^2=b^2/n^2。

因此，∑(x_n^2+y_n^2)=a^2/n^2+b^2/n^2=(a^2+b^2)/n^2。

又因为x_ny_n=ab/n^2，所以：∑2x_ny_n=2ab/n^2。

由此可得，2ab/n^2≤(a^2+b^2)/n^2，即：2ab≤a^2+b^2。

这样，我们就证明了这个不等式。

二、利用递推关系证明不等式有些不等式需要用数列的递推关系来证明。

举个例子，我们可以证明以下不等式：（1）对于所有正整数n，有1/(n+1)≤ln(n+1)-ln(n)≤1/n。

证明：我们考虑数列{a_n}=ln(n+1)-ln(n)。

根据定义，我们有：a_n=ln(n+1)-ln(n)。

又因为ln(x)在x>0时是严格单增的函数，所以我们有：a_n=ln(n+1)-ln(n)<ln(n+2)-ln(n+1)=a_{n+1}。

因此，∑_{n=1}^k a_n<∑_{n=1}^k a_{n+1}=a_{k+1}，即ln2+ln3+· · ·+ln(k+1)<ln(k+2)。

数列与不等式证明方法归纳一、数列证明方法的归纳法数列的归纳法证明主要有以下几个步骤：1、证明初值成立：首先要证明当$n=1$时，数列的性质成立。

也就是证明$a_1$的性质成立。

2、假设$n=k$时数列的性质成立：假设当$n=k$时，数列的性质成立，即假设$a_k$的性质成立。

3、证明当$n=k+1$时数列的性质也成立：通过假设的$a_k$的性质，证明$a_{k+1}$的性质也成立。

4、结论：由于初值成立，且从$k$到$k+1$时性质成立，所以根据数学归纳原理，数列的性质对所有自然数成立。

二、不等式证明方法的归纳法不等式的归纳法证明与数列的归纳法类似，主要有以下几个步骤：1、证明初值成立：首先要证明当$n=1$时，不等式的性质成立。

也就是证明当$x=1$时，不等式的性质成立。

2、假设$n=k$时不等式的性质成立：假设当$n=k$时，不等式的性质成立，即假设当$x=k$时，不等式的性质成立。

3、证明当$n=k+1$时不等式的性质也成立：通过假设的$x=k$时不等式的性质，证明当$x=k+1$时，不等式的性质也成立。

4、结论：由于初值成立，且从$k$到$k+1$时性质成立，所以根据数学归纳原理，不等式的性质对所有自然数成立。

三、数列与不等式证明的综合例题为了更好地理解数列与不等式的证明方法的归纳法，下面我们通过一个综合例题进行说明。

例题：证明数列$\{a_n\}$，其中$a_1=2$，$a_{n+1}=\frac{a_n}{1+a_n}$对于$n\geq1$时，$0 \leq a_n < 1$。

解题步骤：1、证明初值成立：当$n=1$时，$a_1=2$，显然有$0 \leq a_1 <1$成立。

2、假设$n=k$时不等式的性质成立：假设当$n=k$时，有$0 \leq a_k <1$成立。

3、证明当$n=k+1$时不等式的性质也成立：根据已知条件，$a_{n+1}=\frac{a_n}{1+a_n}$，代入假设的$a_k<1$，得到$a_{k+1}=\frac{a_k}{1+a_k}$。

数列不等式的证明方法一、数学归纳法：数学归纳法是一种证明数学命题的方法，常用于证明数列不等式的成立。

1.基本思路：数学归纳法证明数列不等式的基本思路如下：（1）首先，证明当n=1时命题成立；（2）然后，假设当n=k时命题成立，即假设P(k)成立；（3）最后，证明当n=k+1时命题也成立，即证明P(k+1)成立。

2.具体操作步骤：（1）证明当n=1时命题成立；（2）假设当n=k时命题成立，即假设P(k)成立；（3）证明当n=k+1时命题也成立，即证明P(k+1)成立。

3.举例说明：以证明斐波那契数列F(n)的递推形式F(n)=F(n-1)+F(n-2)为例。

（1）首先，证明当n=1时命题成立。

易知F(1)=1，F(0)=0，F(1)=F(0)+F(-1)成立。

（2）假设当n=k时命题成立，即假设F(k)=F(k-1)+F(k-2)成立。

（3）证明当n=k+1时命题也成立，即证明F(k+1)=F(k)+F(k-1)成立。

根据假设，F(k+1)=F(k)+F(k-1)成立，所以命题成立。

二、递推法：递推法的证明思路是通过已知条件和递推关系来逐步推导出结论。

1.基本思路：递推法证明数列不等式的基本思路如下：（1）首先，根据数列的递推关系列出递推式；（2）然后，推导出递推式的通项公式；（3）最后，利用递推式的通项公式证明数列不等式的成立。

2.具体操作步骤：（1）根据数列的递推关系列出递推式；（2）推导出递推式的通项公式；（3）利用递推式的通项公式证明数列不等式的成立。

3.举例说明：以证明斐波那契数列F(n)的递推式F(n)=F(n-1)+F(n-2)为例。

（1）根据递推关系列出递推式：F(n)=F(n-1)+F(n-2)；（2）推导出递推式的通项公式：解这个递推方程得到F(n)=A*φ^n+B*λ^n，其中A、B为常数，φ和λ为一元二次方程x^2-x-1=0的两个根，φ≈1.618，λ≈-0.618；（3）利用递推式的通项公式证明数列不等式的成立：证明F(n)>n，通过证明A*φ^n+B*λ^n>n，根据递推式的通项公式可得证。

数列中的不等式证明一、 教学说明：数列和不等式是历年高考的热点，而数列中的不等式证明是一类常见题型。

证明时需结合问题的特点，从知识的整体性和综合性着眼，在知识网络交汇点寻求联系，技巧性强，难度大。

二、本节重点、难点：递推型的数列不等式证明三、数学思想与方法：函数、转化思想 ；构造法、迭代法11{},(01)11(1)n n n nn a a a a a a a a a n a+=<<≤+≤+-例1.正项数列满足且求证:*211112:{}(0,1),20 (2) :S {}2n n n n n n n nn n n a n N a a a a a a a a n S a +++∈∈+-=<<例已知数列对一切都有且求证:(1):2若是的前项和,证:2*11123:(2002{} 1 ()321111 (2)1112n n n n n na a a na n N a a n a a a +=-+∈≥≥++++≤+++ 例全国高考)设数列满足且证明:(1)222*21 2 1 (n 3)(111 2.1+2()2311 3.(1+1)(1+)(1))()432 4.{}lg lg lg ()2nn n n n n n n n N n a S n S S S ++>+≥+++<+>∈-+< 1.2数学归纳法或二项式定理)放缩法数学归纳法设是正项的等比数列,是前项和 证:分析法或比较法111234:()(1),{}11,(),{}|(1)2(2):3n n n n n n n n n n x f x x a x a a f a b b a S b b b b S ++=≠+===-=++≤<例设数列满足数列满足证:证2221112111[log ]322,[log ]log {}(0),(2)2:(3)2[log ]nnnn n n n n n nn a na a b b a n n a b a n b --+++>=>≤≥+<≥+ 练习:1、(2005高考湖北理)1 已知不等式2其中大于的整数表示不超过的最大整数,设数列各项为正且满足证明2111220032010*******11132.{}2,1,1113.,,(0,1,2,,1)214.(06){},{}1,2,,(1),,n n n n n k k k n n n n n nn n n nn a a a a a a a a a a a a a a a k n nn a x x x y x x y y x x y y y y x x x λλ+++-+-==-++++<==+=-<<=====≥ 111设满足求证:满足及1其中是一个给定的正整数,证:1-n 天津已知满足并且若51111222233110,:(3)1,:1n n n n n n n n x x y y x y x y x y x y x y x y λλλλλ++++>≤--->+++<---- 等比,求参数值.(2)当时证明当时证明。

数列不等式证明的几种方法(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--数列不等式证明的几种方法一、巧妙构造，利用数列的单调性例1. 对任意自然数n，求证：。

证明：构造数列。

所以，即为单调递增数列。

所以，即。

点评：某些问题所给条件隐含数列因素或证明与自然数有关的不等式问题，均可构造数列，通过数列的单调性解决。

二、放缩自然，顺理成章例2. 已知函数，数列的首项，以后每项按如下方式取定：曲线处的切线与经过（0，0）和两点的直线平行。

求证：当时：（1）；（2）。

证明：（1）因为，所以曲线处的切线斜率为。

又因为过点（0，0）和两点的斜率为，所以结论成立。

（2）因为函数，所以，即，因此；又因为。

令，且。

所以因此，所以三、导数引入例3. 求证：证明：令，且当时，，所以。

要证明原不等式，只须证。

设，所以。

令，所以。

设，所以上为增函数所以，即所以同理可证所以。

对上式中的n分别取1，2，3，…，，得。

四、裂项求和例4. 设是数列的前n项和，且（1）求数列的首项，及通项；（2）设，证明。

解：（1）首项（过程略）。

（2）证明：将，得，则点评：本题通过对的变形，利用裂项求和法化为“连续相差”形式，从而达到证题目的五、独辟蹊径，灵活变通独辟蹊径指处事有独创的新方法，对问题不局限于一种思路和方法，而是善于灵活变通，独自开辟新思路、新方法。

例5. 已知函数。

设数列，数列满足（1）求证：；（2）求证：。

证明：（1）证法1：由令，则只须证；易知，只须证。

由分析法：。

因为，，所以，得证。

证法2：由于的两个不动点为。

又，所以所以所以，由上可求得，因此只需证，即证：又（2）由（1）知，所以故对任意。

点评：本题（1）中法1通过构造新数列，将复杂的问题转化为证数列为递减数列，进而用分析法展示出证明思路的魅力；法2则是独辟蹊径利用“不动点”，求出通项公式，借助二项式定理放缩给出证明。