数列不等式的放缩与导数不等式的证明

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数列不等式的放缩与导数不等式的证明

一..数列不等式与导数不等式证明的相互联系

二.证明不等式的的放缩技巧:

(1)舍项或添项;(2)放大(或缩小)分式的分子或分母; (3)利用基本不等式;

(4)真分数与假分数的放缩:✍m b m

a b a b a m b a ++<

<><<则1,

0,0 ✍ m

b m

a b a b a m b a ++>>>>>则1,0,0

(5)数列通项的常见放缩 ✍

1)1(+<+

)1(2121--=-+

1k k k

k k -+=++> ④k k k k k 111)1(112--=-< ⑤11

1)1(112+-=+>k k k k k

三.例题与练习

1.证明不等式:

()*∈≥+++⋅⋅⋅⋅⋅⋅++N n n n 15543

2)

121

1()511)(311(

2.(本小题12分)已知x x f 2

sin

2)(π

=,集合M =(){}

2,0x f x x =>把M 中的元素从小

到大依次排成一列,得到数列{}n a ,*∈N n .

(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)记2

1

1

+=

n n a b ,设数列{}n b 的前n 项和为n T ,求证41

3.(本小题满分14分)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且,其中11a = (1)求数列{}n a 的通项公式; (2,数列{}n b 的前n 项和为n T ,求证:

4.已知n S 为数列{}n a 的前n 项和,3(1)n n S na n n =--(*n N ∈),且211a =. (1)求1a 的值;

(2)求数列{}n a 的前n 项和n S ; (3)设数列{}n b

满足n b =122

3

n b b b +++<

5.设数列{}n a 的前n 项和6

)

14)(1(-+=

n n n S n ,*N n ∈.

⑴求1a 的值;[来源:] ⑵求数列{}n a 的通项公式; ⑶证明:对一切正整数n ,有

4

5

412

22

2

2

1

<

+

++

n

a n a a .

6.(本小题满分14分)设数列{a n }满足:a 1=1,a n+1=3a n ,n ∈N *.设S n 为数列{b n }的前n 项和,已知b 1≠0,2b n –b 1=S 1•S n ,n ∈N *. (Ⅰ)求数列{a n },{b n }的通项公式;

(Ⅱ)设c n =b n •log 3a n ,求数列{c n }的前n 项和T n

(Ⅲ)证明:对任意n ∈N *且n

≥2

7. 已知函数()e x f x ax a =--(其中a ∈R ,e 是自然对数的底数, 2.71828

e =).

(Ⅰ)当a e =时,求函数()f x 的极值; (Ⅱ)若()0f x ≥恒成立,求实数a 的取值范围;

(Ⅲ)求证:对任意正整数n ,都有2

222212121

21e

n n ⨯⨯

⨯>+++.

8. 已知函数)(x f =1ln +-kx x . (1)求函数)(x f 的单调区间;

(2)若0)(≤x f 恒成立,试确定实数k 的取值范围; (3)证明:4

)1(1ln 43ln 32ln -<

++++n n n n (1,>∈*

n N n )

9. 已知函数()ln(1)2

a

f x x x =+++ (1)当25

4

a =

时,求()f x 的单调递减区间; (2)若当0x >时,()1f x >恒成立,求a 的取值范围; (3)求证:111

1

ln(1)()357

21

n n N n *+>+++

+

∈+

10. 已知函数()ln 3f x a x ax =--(0a ≠). (1)讨论()f x 的单调性;

(2)若()()140f x a x e +++-≤对任意2,x e e ⎡⎤∈⎣⎦恒成立,求实数a 的取值范围(e 为自然常

数);

(3)求证()()13ln 12ln 22+++()()1ln 14ln 2

2+++++n !ln 21n +<()

*,2N n n ∈≥(2n ≥,

n *∈N ).

11.(本小题满分14分)已知函数2

1()ln (1)2

f x a x x a x =+-+.(1) 求函数()f x 的单调区间

(2)

证明:

m n N +∈、时

111

1

()[

]ln()ln(1)ln(2)

ln(1)

m m n n m n m n m n m ++++

+

>++-+-+.

12.已知函数()f x ax =,()ln g x x =,其中a R ∈,(e ≈2.718). (1)若函数()()()F x f x g x =-有极值1,求a 的值;

(2)若函数()(sin(1))()G x f x g x =--在区间(0,1)上为减函数,求a 的取值范围;

(3)证明:2

1

1

sin

ln 2(1)n

k k =<+∑.

13.设函数2

()ln(1)f x x b x =++,其中0b ≠.

⑴当1

2

b >时,判断函数()f x 在定义域上的单调性; ⑵证明对任意的正整数n ,不等式23111

ln(1)n n n

+>-成立.

14.已知函数.

(1) 若曲线

在处的切线方程为

,求实数a 的值;

(2) 若f(x)的值域为,求a 的值;

(3) 若a<0,对任意.,且

,恒有

,求实数a

的取值范围.