几种常见的放缩法证明不等式的方法
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【数列】放缩证明不等式的4种方法(数
列难点)
数列放缩证明不等式的方法有很多,以下是其中4种方法:
- 直接求和再放缩:通过求和的方式将原式进行化简,再进行放缩证明。
- 先放缩再求和:通过放缩将原式进行化简,再通过求和的方式证明。
- 等差数列:将原式中的数列通过放缩转换为等差数列,再进行证明。
- 等比数列:将原式中的数列通过放缩转换为等比数列,再进行证明。
在使用放缩法证明不等式时,需要根据数列的特点选择合适的放缩方法,并进行严谨的证明。
大学中常用不等式,放缩技巧大学中常用不等式,放缩技巧一:一些重要恒等式ⅰ:12+22+…+n2=n(n+1)(2n+1)/6ⅱ: 13+23+…+n3=(1+2+…+n)2Ⅲ:cosa+cos2a+…+cos2na=sin2n+1a/2n+1sinaⅳ: e=2+1/2!+1/3!+…+1/n!+a/(n!n) (0<a<1)ⅴ:三角中的等式(在大学中很有用)cosαcosβ= 1/2[cos(α+β)+cos(α-β)]sinαcosβ= 1/2[sin(α+β)+sin(α-β)]cosαsinβ= 1/2 [sin(α+β)+sin(α-β)]sinαsinβ=-1/2[cos(α+β)-cos(α-β)]sinθ+sinφ=2sin(θ/2+θ/2)cos(θ/2-φ/2)sinθ-sinφ=2cos(θ/2+φ/2)sin(θ/2-φ/2)cosθ+cosφ=2cos(θ/2+φ/2)cos(θ/2-φ/2)cosθ-cosφ=-2sin(θ/2+φ/2)sin(θ/2-φ/2)tan+tanB+tanC=tanAtanBtanCcotAcotB+cotBcotC+cotCcotA=1 tan(A/2)tan(B/2)+tan(B/2)tan(C/2)+tan(C/2)tan(A/2)=1 sin2A+sin2B+sin2C=4sinAsinBsinCⅵ:欧拉等式e∏i=-1 (i是虚数,∏是pai)ⅶ:组合恒等式(你们自己弄吧,我不知怎样用word编)二重要不等式1:绝对值不等式︱︱x︱-︱y︱︱≤∣x±y∣≤︱x︱+︱y︱(别看简单,常用)2:伯努利不等式(1+x1)(1+x2)…(1+xn)≥1+x1+x2+…+xn(xi符号相同且大于-1)3:柯西不等式(∑ai bi)2≤∑ai2∑bi24:︱sin nx︱≤n︱sin x︱5; (a+b)p≤2pmax(︱ap︱,︱bp︱)(a+b)p≤ap+ bp (0<p<1)(a+b)p≥ap+ bp (p>1)6:(1+x)n≥1+nx (x>-1)7:切比雪夫不等式若a1≤a2≤…≤an, b1≤b2≤…≤bn∑aibi≥(1/n)∑ai∑bi若a1≤a2≤…≤an, b1≥b2≥…≥bn∑aibi≤(1/n)∑ai∑bi三:常见的放缩(√是根号)(均用数学归纳法证)1:1/2×3/4×…×(2n-1)/2n<1/√(2n+1);2:1+1/√2+1/√3+…+1/√n>√n;3:n!<【(n+1/2)】n4:nn+1>(n+1)n n!≥2n-15:2!4!…(2n)!>{(n+1)!}n6:对数不等式(重要)x/(1+x)≤㏑(1+x)≤x7:(2/∏)x≤sinx≤x8:均值不等式我不说了(绝对的重点)9:(1+1/n)n<4四:一些重要极限(书上有,但这些重要极限需熟背如流)假如高等数学是棵树木得话,那么极限就是他的根,函数就是他的皮。
不等式常见的三种证明方法渠县中学 刘业毅一用基本不等式证明设c b a ,,都是正数。
求证:.c b a cab b ac a bc ++≥++ 证明:.22c bac a bc b ac a bc =•≥+ .22b cab a bc c ab a bc =•≥+ .22a cab b ac c ab b ac =•≥+ ).(2)(2c b a cab b ac a bc ++≥++ .c b a cab b ac a bc ++≥++ 点评:可用综合法分析乘积形式运用不等式可以转化为所求。
思维训练:设c b a ,,都是正数。
求证:.222c b a c b a a c b ++≥++ 二 放缩法证明不等式已知,对于任意的n 为正整数,求证: 1+221+321+ +n 21<47 分析:通过变形将数列{n 21}放缩为可求数列。
解: n 21=n n •1<)1(1-n n =11-n —n1(n ≥2) ∴1+221+321+ +n 21<1+221+231⨯+341⨯+ +)1(1-n n =1+41+(21—31+31—41+ +11-n —n1) =45+21—n1 =47—n 1 点评:放缩为可求和数列或公式是高考重要思想方法。
思维训练:设c b a ,,都是正数,a+b>c,求证:a a +1+b b +1>cc +1三 构造函数法证明 证明不等式3ln 3121112ln <+++++<nn n (n 为正整数) 分析:显然要构造一个含n 的不等式,然后用叠加法证明。
我们构造一个函数,1)(',ln 1)(2xx x f x x x x f -=+-=可得这个函数在x=1时取得最小值0.及对x>0有不等式x x 11ln -≥,如果令x=k k 1+,则有111ln +>+k k k ,如果令x=1+k k ,则kk k ->+11ln ,即kk k k 1ln )1ln(11<-+<+,然后叠加不等式即可。
常见的不等式的放缩方法天门中学高三数学组一、先求和再放缩类型1、设数列{}n a 的前n 项的和为,n S 42n n a n=-,设2n n n T S =,1,2,3,n =⋅⋅⋅,证明:132nii T =<∑解: 由得S n = 4n 2nna =-23×(2n+1-1)(2n-1) T n = ⇒2n S n= 32×2n (2n+1-1)(2n-1) = 32×(12n -1 - 12n+1-1),所以, = 1ni =∑i T 321(ni =∑12i -1 - 12i+1-1) = 32×(121-1 - 12i+1-1) < 322、已知2113,12n n n a a a a +==-+,求证:20101112k ka =<<∑。
证明:2112737(1)0,,416n n n n n a a a a a a a ++-=->⇒>==>321 ⇒ 当时,,3n ≥2n a >13(1)113n n n n n a a a a a a n n +=-+>+⇒>+-=-()20112011120100,11a a ⇒>⇒∈-21111111(1)11n n n n n n n n a a a a a a a a +++=-+⇒-=-⇒=---1na ()20101112011201111111112111111k n n n ka a a a a a a =+⇒=-⇒=-=-∈-----∑,2 二、先放缩为等比数列再求和类型1、设,证明:n N +∈11nni i e n e =⎛⎫<⎪-⎝⎭∑ 证明:()ln(1)1x x x +≤<- 111111ln 1ln 1111nnnn n ii i i i i i i i i i e e e n n n n n e --+∞--===⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫i -∴-≤-⇒-≤-⇒-≤⇒-<<=⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑∑∑11111nni i e n e e =⎛⎫⇒<+=⎪--⎝⎭∑2、已知:113443n n n a k k --⋅=⋅+-,当13k <<时,求证:138nii n k a k =->∑。
利用放缩法证明数列型不等式一、常用的放缩法在数列型不等式证明中的应用1、裂项放缩法:放缩法与裂项求和的结合,用放缩法构造裂项求和,用于解决和式问题。
裂项放缩法主要有两种类型:(1)先放缩通项,然后将其裂成某个数列的相邻两项的差,在求和时消去中间的项。
例1设数列{}n a 的前n 项的和14122333n n n S a +=-⨯+,1,2,3,n =。
设2nn nT S =,1,2,3,n =,证明:132ni i T =<∑。
点评: 关键是将12(21)(21)n n n +--裂项成1112121n n +---,然后再求和,即可达到目标。
(2)先放缩通项,然后将其裂成(3)n n ≥项之和,然后再结合其余条件进行二次放缩。
例2 已知数列{}n a 和{}n b 满足112,1(1)n n n a a a a +=-=-,1n n b a =-,数列{}n b 的前n 和为n S ,2n n n T S S =-; (I )求证:1n n T T +>; (II )求证:当2n ≥时,2n S 71112n +≥。
点评:此题(II )充分利用(I )的结论,n T 递增,将2n S 裂成1122112222n n n n S S S S S S S ----+-++-+的和,从而找到了解题的突破口。
2、迭乘放缩法:放缩法与迭乘法的结合,用放缩法构造迭乘形式,相乘时消去中间项。
用于解决积式问题。
例3 已知数列{}n a 的首项为13,a =点()1,+n n a a 在直线)(03*N n y x ∈=-上。
若3*3log 2(),n n c a n N =-∈证明对任意的*n ∈N ,不等式12111(1)(1+)(1+)nc c c +⋅⋅>点评:此题是证明积式大于根式,由于左边没有根式,右边是三次根式,立方后比较更容易处理。
33131(1+)()32n n c n -=-可以看成是三个假分式的乘积,保持其中一项不变,另两项假分数分子分母同时加1,加2,则积变小,3313133131()323231332n n n n n n n n n n --++>⋅⋅=----,而通项式为31{}32n n +-的数列在迭乘时刚好相消,从而达到目标。
放缩法证明数列不等式一、基础知识:在前面的章节中,也介绍了有关数列不等式的内容,在有些数列的题目中,要根据不等式的性质通过放缩,将问题化归为我们熟悉的内容进行求解。
本节通过一些例子来介绍利用放缩法证明不等式的技巧1、放缩法证明数列不等式的理论依据——不等式的性质:(1)传递性:若,a b b c >>,则a c >(此性质为放缩法的基础,即若要证明a c >,但无法直接证明,则可寻找一个中间量b ,使得a b >,从而将问题转化为只需证明b c >即可 )(2)若,a b c d >>,则a c b d +>+,此性质可推广到多项求和:若()()()121,2,,n a f a f a f n >>>L ,则:()()()1212n a a a f f f n +++>+++L L (3)若需要用到乘法,则对应性质为:若0,0a b c d >>>>,则ac bd >,此性质也可推广到多项连乘,但要求涉及的不等式两侧均为正数注:这两条性质均要注意条件与结论的不等号方向均相同2、放缩的技巧与方法:(1)常见的数列求和方法和通项公式特点:① 等差数列求和公式:12nn a a S n +=×,n a kn m =+(关于n 的一次函数或常值函数)② 等比数列求和公式:()()1111n n a q S q q -=¹-,n n a k q =×(关于n 的指数类函数)③ 错位相减:通项公式为“等差´等比”的形式④ 裂项相消:通项公式可拆成两个相邻项的差,且原数列的每一项裂项之后正负能够相消,进而在求和后式子中仅剩有限项(2)与求和相关的不等式的放缩技巧:① 在数列中,“求和看通项”,所以在放缩的过程中通常从数列的通项公式入手② 在放缩时要看好所证不等式中不等号的方向,这将决定对通项公式是放大还是缩小(应与所证的不等号同方向)③ 在放缩时,对通项公式的变形要向可求和数列的通项公式靠拢,常见的是向等比数列与可裂项相消的数列进行靠拢。
放缩法证明不等式一、放缩法原理为了证明不等式B A ≤,我们可以找一个或多个中间变量C 作比较,即若能判定B C ,C A ≤≤同时成立,那么B A ≤显然正确。
所谓“放”即把A 放大到C,再把C 放大到B ;反之,由B 缩小经过C 而变到A,则称为“缩”,统称为放缩法。
放缩是一种技巧性较强的不等变形,必须时刻注意放缩的跨度,做到“放不能过头,缩不能不及”。
二、常见的放缩法技巧1、基本不等式、柯西不等式、排序不等式放缩 2、糖水不等式放缩:)b a ,0m (ma mb a b >≥++≤. 3、添(减)项放缩4、先放缩,后裂项(或先裂项再放缩)5、逐项放大或缩小:)1n (n 1n 1)1n (n 12-<<+ 21n 2)1n (n n +<+<)12)(32(1)12(12--<-n n n )12)(12(1)12(12+->-n n n )22(21)12(12+<+n n n三、例题讲解例1:设a 、b 、c 是三角形的边长,求证cb a cb ac b a c b a -++-++-+≥3例2:设a 、b 、c ≥0,且3=++c b a ,求证abc c b a 23222+++≥29例3:已知*21().n n a n N =-∈求证:*122311...().23n n a a a n n N a a a +-<+++∈例4:函数f (x )=xx 414+,求证:f (1)+f (2)+…+f (n )>n +)(2121*1N n n ∈-+.例5:已知a n =n ,求证:∑nk=1 ka 2k<3.例6: 已知数列{}n a ,,132a =,113(2,*)21n n n na a n n N a n --=≥∈+-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)对一切正整数n ,不等式123!n a a a a n λ⋅⋅<⋅恒成立,试求正整数的最小值。
解题宝典数列不等式证明具有较强的综合性,且难度较大.此类问题往往综合考查了等差、等比数列的通项公式、前n 项和公式、性质、不等式的可加性、可乘性、传递性等,对同学们的逻辑推理和分析能力有较高的要求.本文主要介绍三种证明数列不等式的方法.一、裂项放缩法若数列的通项公式为分式,且可裂为或通过放缩后化为两项之差的形式,则可采用裂项放缩法求解.首先将数列的各项拆分,在求和时绝对值相等、符号相反的项便会相互抵消,再将所得的结果进行适当的放缩,便可证明数列不等式.例1.若数列{}a n ,{}b n 的通项公式分别为a n =n (n +1),b n =()n +12,试证明1a 1+b 1+1a 2+b 2+⋯+1a n +b n<512.证明:当n =1时,1a 1+b 1=16<512,当n ≥2时,a n +b n =()n +1()2n +1>2()n +1n ,1a n +b n =1()n +1()2n +1<12n ()n +1=12æèöø1n -1n +1,∴1a 1+b 1+1a 2+b 2+⋯+1a n +b n ùûú<16+12éëêæèöø12-13+⋯+æèöø1n -1n +1,∵12éëêùûúæèöø12-13+⋯+æèöø1n -1n +1=12æèöø12-1n +1<14,∴1a 1+b 1+1a 2+b 2+⋯+1a n +b n <16+14=512∴1a 1+b 1+1a 2+b 2+⋯+1a n +b n <512成立.{}1a n +b n的通项公式为分式,且可通过放缩、裂项将其转化为两项之差:12æèöø1n -1n +1,于是采用裂项放缩法求证.运用裂项放缩法证明不等式时,需根据数列通项公式的特点或和的特点进行适当的放缩,同时要把握放缩的“度”,不可“放”得过大,也不可“缩”得过小.二、构造函数法数列是一种特殊的函数.在解答数列不等式证明题时,可根据目标不等式的特点构造出函数模型,此时需将n ∈N *看作函数的自变量,将目标式看作关于n 的函数式,利用函数的单调性、有界性来求得函数式的最值,从而证明不等式成立.例2.已知数列{}a n 的通项公式为a n =3n -1,且该数列的每一项均大于零.若数列{}b n 的前n 项和为T n ,且a n ()2b n-1=1,证明:3T n -1>log 2()a n +3.证明:∵a n()2b n-1=1,a n=3n -1,∴b n =log 2æèçöø÷1+1a n =log 23n 3n -1,∴T n =b 1+b 2+⋯+b n =log 2æèöø32∙65∙⋯∙3n 3n -1,∴3T n -1-log 2()a n +3=log 2æèöø32⋅65⋅⋯⋅3n 3n -13∙23n +2,设f ()n =æèöø32∙65∙⋯∙3n 3n -13∙23n +2,∴f ()n +1f ()n =3n +23n +5∙æèöø3n +33n +23=()3n +32()3n +5()3n +22,∵()3n +33-()3n +5()3n +22=9n +7>0,∴f ()n +1>f ()n ,∴f ()n 单调递增,∴f ()n ≥f ()1=2720>1,∴3T n -1-log 2()a n +3=log 2f ()n >0,∴3T n -1>log 2()a n +3成立.解答本题,需先求得b n 、T n ,并将目标式化简,然后根据目标不等式的特点构造函数f ()n ,通过比较f ()n +1、f ()n 的大小,判断出函数的单调性,进而根据函数的单调性证明不等式成立.一般地,在判断数列或函数的单调性时,可采用作差或作商法来比较数列的前后两项a n +1、a n 的大小,若a n +1>a n ,则函数或数列单调递增;若a n +1<a n ,则函数或数列单调递减.三、数学归纳法数学归纳法主要用于证明与自然数N 有关的命题.运用数学归纳法证明数列不等式,需先根据题意证明当n =1时不等式成立;然后假设当n =k 时不等式成立,再根据题意,通过运算、推理证明当n =k +1时不等式也成立,这样便可证明对任意n ∈N *不等式恒成立.42下下下下下下下下下下下下下下下下下方法集锦例3.已知数列{a n }的通项公式为a n =2éëêùûú()2-1n+1,若数列{b n }中b 1=2,b n +1=3b n +42b n +3,试证明:2<b n ≤a 4n -3.证明:当n =1时,2<2,b 1=a 1=2,∴2<b 1≤a 1,不等式成立,假设当n =k 时,不等式成立,∴2<b k ≤a 4k -3,即0<b k -2≤a 4k -3-2,当n =k +1时,b k +1-2=3b k +42b k +3-2=()3-22b k+()4-322b k +3=()3-22()b k -22b k +3>0,∵2<b k ,∴12b k +3<2+33-22,b k +1-2=()3-22()b k-22b k +3<()3-222()b k-2≤()2-14()a 4k -3-2=a 4k +1-2.∴当n =k +1时,不等式成立,即2<b n ≤a 4n -3成立.解答本题主要采用了数学归纳法,分两步完成,首先证明当n =1时不等式成立,然后假设当n =k 时不等式成立,并将其作为已知条件,证明2<b k ,进而证明当n =k +1时,不等式也成立.相比较而言,构造函数法的适用范围较广,裂项放缩法和数学归纳法的适用范围较窄,且裂项放缩法较为灵活,运用数学归纳法证明不等式过程中的运算量较大.因此在证明数列不等式时,可首先采用构造函数法,然后再根据不等式的特点和解题需求运用裂项放缩法或数学归纳法求证.(作者单位:湖北省恩施土家族苗族自治州高级中学)圆锥曲线的离心率是反映圆锥曲线几何特征的一个基本量.圆锥曲线的离心率主要是指椭圆与双曲线的离心率,可用e =ca来表示.求圆锥曲线的离心率问题是一类常考的题目.下面谈一谈求圆锥曲线离心率的三种途径.一、根据圆锥曲线的定义圆锥曲线的定义是解答圆锥曲线问题的重要依据.我们知道,椭圆的焦半径长为c 、长半轴长为a ;双曲线的焦半径长为c 、实半轴长为a ,而圆锥曲线的离心率为e =ca.因此,只要根据圆锥曲线的定义确定a 、c的值,即可求得圆锥曲线的离心率.例1.已知F 1,F 2分别是双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左,右焦点,如果双曲线上存在点P ,使∠F 1PF 2=90°,并且||PF 1=3||PF 2,求双曲线的离心率.解:因为||PF 1=3||PF 2,①由双曲线的定义得||PF 1-||PF 2=2a ,②由①②得||PF 1=3a ,||PF 2=a .且||F 1F 2=2c ,∠F1PF 2=90°,则|F 1F 2||2=PF 1||2+PF 2|2,即(2c )2a )2+a 2,解得5a =2c ,所以e =ca .题目中指出了两个焦半径||PF 1、||PF 2之间的关系,可将其与双曲线的定义:平面内与两个定点F 1、F 2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F 1F 2|)的点的轨迹关联起来,根据双曲线的定义建立关于两个焦半径的方程,通过解方程求得双曲线的离心率.二、利用几何图形的性质圆锥曲线的几何性质较多,如双曲线、椭圆的对称轴为坐标轴,对称中心为原点,双曲线的范围为x ≥a或x ≤-a .在求圆锥曲线的离心率时,要仔细研究几何图形,明确焦半径、实半轴长、虚半轴长与几何图形的位置关系,据此建立关于a 、b 、c 关系式,再通过解方43。
放缩法证明数列不等式经典例题放缩法证明数列不等式放缩法是一种证明数学不等式的方法,它利用一些基本的放缩技巧来推导出更复杂的不等式。
下面介绍几种常用的放缩技巧:1.$\frac{1}{n(n+1)}<\frac{1}{2}\left(\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}\right)$证明:将右边的式子化简得到$\frac{1}{n(n+1)}<\frac{1}{2n}-\frac{1}{2(n+1)}$,再将右边的两项合并得到$\frac{1}{n(n+1)}<\frac{1}{2}\left(\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}\right)$。
2.$\frac{n}{n+1}<\sqrt{\frac{n}{n+1}}<\frac{n+1}{n}$证明:将右边的式子平方得到$\frac{n}{n+1}<\frac{n}{n+1}<\frac{(n+1)^2}{n(n+1)}$,再将中间的式子平方根得到$\frac{n}{n+1}<\sqrt{\frac{n}{n+1}}<\frac{n+1}{n}$。
3.$\frac{1}{n^2}<\frac{1}{n(n-1)}-\frac{1}{(n+1)n}$证明:将右边的式子通分得到$\frac{1}{n(n-1)}-\frac{1}{(n+1)n}=\frac{1}{n(n+1)}-\frac{1}{n(n-1)}$,再将右边的两项合并得到$\frac{1}{n^2}<\frac{1}{n(n-1)}-\frac{1}{(n+1)n}$。
4.$\frac{2}{n(n-1)}<\frac{1}{n-1}-\frac{1}{n+1}$证明:将右边的式子通分得到$\frac{1}{n-1}-\frac{1}{n+1}=\frac{2}{n(n+1)}$,再将右边的式子倒数得到$\frac{2}{n(n-1)}<\frac{1}{n-1}-\frac{1}{n+1}$。
数学篇思维之锥再借助“反函数定义域是原函数值域”这一性质,确定原函数的值域。
例2求函数y =e x-1e x +1的值域.解先证明y =e x-1+1有反函数,为此,可设x 1<x 2,且x 1,x 2∈R,y 1-y 2=e x 1-1e x 1+1-e x 2-1e x 2+1=2(e x 1-e x 2)(e x 1+1)(e x 2+1)<0所以函数y 为增函数,存在反函数,这样即可求出其反函数为y -1=In1+x 1-.此函数的定义域为x ∈(-1,1),故原函数的值域为y ∈(-1,1).评注函数与它的反函数的定义域和值域是一种互逆关系,通过反函数的定义域可以明确出原函数的值域。
“正难则反”策略表现形式三:命题———逆否命题法逆否命题法,即通过证明它的逆否命题成立,从而达到证明原命题成立的一种证明方法。
在判断某些命题的真假时,若判断原命题的真假存在困难,此时,可以转换思维方向,通过变更命题形式,从逆否命题入手,判断出它的逆否命题的真假,从而明确原问题的真假。
例3已知f (x )为R上的增函数,(1)证明:命题“若a +b ≥0,则f (a )+f (b )≥f (-a )+f (-b )”为真命题;(2)写出(1)中命题的逆命题并判断其真假,且加以证明。
证明(1)∵a +b ≥0∴a ≥-b ,b ≥-a ∵f (x )为R上的增函数∴f (a )≥f (-b ),f (b )≥f (-a ),∴f (a )+f (b )≥f (-a )+f(-b )故命题“若a +b ≥0,则f (a )+f (b )≥f (-a )+f (-b )”为真命题。
(2)(1)的逆命题为“已知函数f (x )为R上的增函数,若f (a )+f (b )≥f (-a )+f (-b ),则a +b ≥0”为真命题。
要判断该逆命题的真假,只需判断该逆命题的否命题“若a +b <0,则f (a )+f (b )<f (-a )+f (-b )”的真假即可。
文档收集于互联网,已重新整理排版word 版本可编辑•欢迎下载支持.高考数学所有不等式放缩技巧及证明方法一、裂项放缩畀 2 15例1.⑴求芥门 --------- 7的值; (2)求证:>2 7T V —・A=1 4* — 1Ar = l k3例2・⑴求证:1 +丄+丄+・・・+ —>1-一!一> 2)32 52⑵Li ), 6 2(2n-1)1 1 1 1 114 16 364n 2 2 4n⑶求证丄+12+空+」"•…⑵i2 2-4 2-4-6 2-4-6••…2n例 3•求证: ---- - ---- <i + l +l + ... + -L<-(n +1)( 2/1 + 1)4 9 ir 3例4・(2008年全国一卷)设函数f ⑴二X-H1U.数列仇}满足0<q<l ・% 明:畋+】>b.例 5.已知",加 e 他,兀 > -1,S,” 二 r n + T +3川 + …+ 心求证:/严 < (m +1)5,, <(〃 + 1严 -1例 6.已知® = 4" - T , T n= ------ 二 ----- ,求证:£+◎+◎人 < —.a { + a 2 + ・• • + a n2例7.已知坷=1, £ = < W (mi,"Z),求证:亠*亠+ •..+亠>逅(耐®訓) W - l(n = 2k 、k wZ) 护2 ・x 3 化・x 5.. 4丁 /、 In 2a In 3a In n a hr -n-l例 9.求证——<^—^^>2)例 10.求证:—+ - + ・・・ + —< ln(n + 1) < 1 + —4-・・• +」■2 3 77 + 1 2 n例 11.求证:(1 + \(1 +、•….(1 + ^-Xe 和(1 + ;)(1 + 厶)•….(1 + 点)<辰 2! 3! n\ 9 81 3" 例 12•求证:(1 +1 x 2) • (1 + 2 x 3) ••…[1 + n(n +1)] > 严I12例14.已知4=1。
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几种常见的放缩法证明不等式的方法
一、 放缩后转化为等比数列。
例1. {}n b 满足:2111,(2)3n n n b b b n b +≥=--+
(1) 用数学归纳法证明:n b n ≥
(2) 1231111...3333n n T b b b b =
++++++++,求证:12n T < 解:(1)略
(2)
13()2(3)n n n n b b b n b ++=-++ 又 n b n ≥
132(3)n n b b +∴+≥+ , *n N ∈
迭乘得:11132(3)2n n n b b -++≥+≥ *111,32
n n n N b +∴≤∈+ 234111111111...2222222n n n T ++∴≤
++++=-< 点评:把握“3n b +”这一特征对“21(2)3n n n b b n b +=--+”进行变形,然后去掉一个正项,这是不等式证明放缩的常用手法。
这道题如果放缩后裂项或者用数学归纳法,似乎是不可能的,为什么?值得体味!
二、放缩后裂项迭加
例2.数列{}n a ,1
1(1)n n a n +=-,其前n 项和为n s
求证:2n s <
解:2111111...234212n s n n =-
+-++-- 令12(21)
n b n n =-,{}n b 的前n 项和为n T
当2n ≥时,1111()2(22)41n b n n n n
≤=--- 2111111111111()()...()2123043445641n n s T n n ∴=≤
+++-+-++--
71104n =-< 点评:本题是放缩后迭加。
放缩的方法是加上或减去一个常数,也是常用的放缩手法。
值得注意的是若从第二项开始放大,得不到证题结论,前三项不变,从第四项开始放大,命题才得证,这就需要尝试和创新的精神。
例3.已知函数()(0)b f x ax c a x
=++>的图象在(1,(1))f 处的切线方程为 1y x =-
(1)用a 表示出,b c
(2)若()ln f x x ≥在[1,)+∞上恒成立,求a 的取值范围
(3)证明:1111...ln(1)232(1)
n n n n +
+++>+++ 解:(1)(2)略 (3)由(II )知:当)1(ln )(,2
1≥≥≥x x x f a 有时 令).1(ln )1(21)(,21≥≥-==x x x
x x f a 有 且当.ln )1(21,1x x
x x >->时 令)],1
11()11[(21]11[211ln ,1+--+=+--<++=k k k k k k k k k x κ有 即.,,3,2,1),1
11(21ln )1ln(n k k k k k =++<-+ 将上述n 个不等式依次相加得
,)
1(21)13121(21)1ln(++++++<
+n n n 整理得 .)
1(2)1ln(131211+++>++++n n n n 点评:本题是2010湖北高考理科第21题。
近年,以函数为背景建立一个不等关系,然后对变量进行代换、变形,形成裂项迭加的样式,证明不等式,这是一种趋势,应特别关注。
当然,此题还可考虑用数学归纳法,但仍需用第二问的结论。
三、 放缩后迭乘
例4
.*1111,(14)16
n n a a a n N +==++∈. (1) 求23,a a
(2)
令n b ={}n b 的通项公式
(3) 已知1()63n n f n a a +=-,求证:1(1)(2)(3)...()2
f f f f n >
解:(1)(2)略 由(2)得2111()()3423
n n n a =
++ 13231()21142424
n n n n n f n ∴=++---=- 121111111211(1)(1)11144444411114111444
n n n n n n n n n n ------+++-+-==>+++
1114()114n n f n -+∴>+ 211111*********(1)(2)...() (111122)
1144n n n f f f n -++++∴>∙=>+++ 点评:裂项迭加,是项项相互抵消,而迭乘是项项约分,其原理是一样的,都似多米诺骨牌效应。
只是求n 项和时用迭加,求n 项乘时用迭乘。
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