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数列型不等式的放缩方法与技巧

数列型不等式的放缩方法与技巧
数列型不等式的放缩方法与技巧

数列型不等式的放缩方法与技巧

雅安市田家炳中学 张有全

证明数列型不等式,因其思维跨度大、构造性强,需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性,能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力,因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。这类问题的求解策略往往是:通过多角度观察所给数列通项的结构,深入剖析其特征,抓住其规律进行恰当地放缩。以下简要谈谈其方法和技巧:

一 利用重要不等式放缩

1. 均值不等式法

例1 设.)1(3221+++?+?=n n S n 求证.2)1(2)1(2

+<<+n S n n n

解析 此数列的通项为.,,2,1,)1(n k k k a k =+=

2121)1(+=++<+

1∑∑==+<<∴n

k n n

k k S k ,

即.2

)1(22)1(2)1(2

+<++<<+n n n n S n n n

注:①应注意把握放缩的“度”:上述不等式右边放缩用的是均值不等式2

b a ab +≤,若放成

1)1(+<+k k k 则得2

)1(2)3)(1()1(2

1

+>++=+<∑=n n n k S n k n ,就放过“度”了!

②根据所证不等式的结构特征来选取所需要的重要不等式,这里

n

a a n a a a a a a n

n

n

n

n n

2

21111++≤

++≤≤++ 其中,3,2=n 等的各式及其变式公式均可供选用。 例 2 已知函数bx a x f 211)(?+=

,若5

4

)1(=

f ,且)(x f 在[0,1]上的最小值为21,求证:.21

2

1)()2()1(1-+>++++n n n f f f (02年全国联赛山东预赛题)

简析 )221

1()()1()0(2

2114111414)(?->++?≠?->+-=+=n f f x x f x

x x x .2

1

21)21211(41)2211()2211(112-+=+++-=?-++?-++-n n n n n

例3 求证),1(2

2

1321N n n n C C C C n n n

n

n

n

∈>?>++++- .

简析 不等式左边=++++n

n n n n C C C C 32112222112-++++=-n n

n n n 122221-?????> =2

1

2

-?n n ,故原结论成立.

2.利用有用结论

例4 求证.12)1

211()511)(311)(11(+>-++++n n

简析 本题可以利用的有用结论主要有:

法1 利用假分数的一个性质)0,0(>>>++>m a b m

a m

b a b 可得

>-??122563412n n =+??n n 212674523 )12(212654321+?-??n n

n ?12)1

22563412(2+>-??n n n 即.12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n

2 利用贝努利不等式)0,1,2,(1)1(≠->≥∈+>+*x x n N n nx x n 的一个特例12121)1211(2-?+>-+k k (此处1

21,2-=

=k x n )得 =-+∏?-+>-+=)1211(121212111k k k k n k .121

21

21+=-+∏=n k k n k

注:例4是1985年上海高考试题,以此题为主干添“枝”加“叶”而编拟成1998年全国高考文科试题;进行升维处理并加参数而成理科姊妹题。如理科题的主干是:

证明.13)231

1()711)(411)(11(3+>-++++n n (可考虑用贝努利不等式3=n 的特例)

例5 已知函数.2,,10,)1(321lg )(≥∈≤

n a n x f x

x x x 给定

求证:)0)((2)2(≠>x x f x f 对任意*∈N n 且2≥n 恒成立。(90年全国卷压轴题)

简析 本题可用数学归纳法证明,详参高考评分标准;这里给出运用柯西(Cauchy )不等式

∑∑∑===≤n

i i

n

i i

n i i i b

a

b a 1

21

22

1

])([的简捷证法:

?>)(2)2(x f x f >?+-++++n n a n x x x x 2222)1(321lg n

n a n x x x x ?+-++++)1(321lg

2 2])1(321[x x x x n a n ?+-++++? ])1(321[2222x x x x n a n n ?+-++++?<

而由Cauchy 不等式得2

))1(1312111(x x x x n a n ?+-?++?+?+? ?++<)11(22 ])1(321[22222x x x x n a n ?+-++++ (0=x 时取等号)

≤])1(321[2222x

x x x n a n n ?+-++++? (10≤

例 6 已知11211

1,(1).2

n n n

a a a n n +==+

++)(I 用数学归纳法证明2(2)n a n ≥≥;)(II 对ln(1)x x +<对0x >都成立,证明2n a e <(无理数 2.71828e ≈ )(05年辽宁卷第22题)

解析 )(II 结合第)(I 问结论及所给题设条件ln(1)x x +<(0x >)的结构特征,可得放缩思路:

?+++

≤+n n n a n n a )2111(21?++++≤+n n

n a n n a ln )21

11ln(ln 21 n n n n a 211ln 2+++≤。于是n n n n n a a 21

1ln ln 21++≤-+,

.221122

11)21

(111ln ln )211()ln (ln 1

121

1

11

1<--=--+-≤-?++≤---=+-=∑∑n n n i n i i i n i n n a a i i a a 即

.2ln ln 21e a a a n n

注:题目所给条件ln(1)x x +<(0x >)为一有用结论,可以起到提醒思路与探索放缩方向的作用;当然,本题还可用结论)2)(1(2≥->n n n n 来放缩:

?-+-+≤+)

1(1))1(11(1n n a n n a n n ?+-+≤++)1)()1(1

1(11n n a n n a

.

)

1(1

))1(11ln()1ln()1ln(1-<-+≤+-++n n n n a a n n

11

1)1ln()1ln()1(1)]1ln()1ln([21

2

112<-<+-+?-<+-+?∑∑-=+-=n a a i i a a n n i i i n i ,

即.133ln 1)1ln(2e e a a n n <-

].[log 2,],[log 2

1

1312122n n N n n n >∈>+++* 表示不超过n 2log 的最大整数。设

正数数列}{n a 满足:.2,),0(1

1

1≥+≤

>=--n a n na a b b a n n n

求证.3,]

[log 222≥+<

n n b b

a n (05年湖北卷第(22)题)

简析 当2≥n 时n

a a a n a a n na a n n n n n n n 1

1111111+=+≥?+≤

-----,即 n a a n n 1111≥-

- .1)11(212

k

a a n

k k k n

k ∑∑

=-=≥-?于是当3≥n 时有?>-][log 211121n a a n .][log 222n b b a n +< 注:①本题涉及的和式n

13121+++ 为调和级数,是发散的,不能求和;但是可以利用所给题设结论

][log 2

1

131212n n >+++ 来进行有效地放缩; ②引入有用结论在解题中即时应用,是近年来高考创新型试题的一个显著特点,有利于培养学生的

学习能力与创新意识。

例8 设n

n n

a )11(+

=,求证:数列}{n a 单调递增且.4>a b 则)()1(11a b b n a b n n n -+<-++(证略)

整理上式得].)1[(1nb a n b a n n -+>+(?),以n

b n a 1

1,111+=++=代入(?)式得

>+++1)111(n n .)11(n n

+即}{n a 单调递增。

以n

b a 21

1,1+==代入(?)式得.4)211(21)211(12<+??+>n n n n

此式对一切正整数n 都成立,即对一切偶数有4)11(<+n n

,又因为数列}{n a 单调递增,所以对一切

正整数n 有4)11(<+n n

注:①上述不等式可加强为.3)11(2<+

≤n

n

简证如下: 利用二项展开式进行部分放缩:.1111)11(221n n n n n n n n

C n C n C n a ++?+?+=+= 只取前两项有.2111=?+≥n

C a n n 对通项作如下放缩: .212211!111!111-=?≤<+-?-??=k k k n k n k n n n n n k n

C 故有.32/11)2/1(12122

12121111

12<--?+=+++++<--n n n a

②上述数列}{n a 的极限存在,为无理数e ;同时是下述试题的背景:已知n m i ,, 是正整数,且

.1n m i <≤<(1)证明i

n i i m i A m A n <;(2)证明.)1()1(m n n m +>+(01年全国卷理科第20题)

简析 对第(2)问:用n /1代替n 得数列n

n n n b b 1

)1(:}{+=是递减数列;借鉴此结论可有如下简捷证

法:数列})1{(1n

n +递减,且,1n m i <≤<故,)1()1(11n

m n m +>+即m

n n m )1()1(+>+。当然,本题每小题的证明方法都有10多种,如使用上述例4所提供的假分数性质、贝努力不等式、甚至构造“分房问题”概率模型、构造函数等都可以给出非常漂亮的解决!详见文[1]。

二 部分放缩

例9 设+

+

=a n a 21

1.2,131≥++a n a a

求证:.2

11.1

31211131222n n a a ++++≤++ 又2),1(2≥->?=k k k k k k (只将其中一个k 变

成1-k ,进行部分放缩),k k k k k

1

11)1(112--=-<∴,

于是)111()3121()211(1131211222n n n

a n --++-+-+<++++≤ .21

2<-=n

例10 设数列{}n a 满足()++∈+-=N n na a a n n n 12

1,当31≥a 时证明对所有,1≥n 有2)(+≥n a i n ;

2

1

111111)

(21≤++++++n a a a ii (02年全国高考题) 解析 )(i 用数学归纳法:当1=n 时显然成立,假设当k n ≥时成立即2+≥k a k ,则当1+=k n 时

312)2(1)2(1)(1+>+?+≥+-+≥+-=+k k k k a k a a a k k k k ,成立。

)(ii 利用上述部分放缩的结论121+≥+k k a a 来放缩通项,可得

?+≥++)1(211k k a a .2

1

11242)1(2111111++--≤+?=?≥+≥≥+k k k k k k a a a

.212

11)21(141211111

1≤--?=≤++==∑∑n i n

i i n i a 注:上述证明)(i 用到部分放缩,当然根据不等式的性质也可以整体放缩:31)2)(2(1+>+-++≥+k k k k a k ;

证明)(ii 就直接使用了部分放缩的结论121+≥+k k a a 。

三 添减项放缩

上述例4之法2就是利用二项展开式进行减项放缩的例子。

例11 设N n n ∈>,1,求证)

2)(1(8)32(++

简析 观察n

)32(的结构,注意到n n )2

11()23(+=,展开得

86)2)(1(8)1(212121211)211(33221+++=

-++≥+?+?+?+=+n n n n n C C C n n n n , 即8

)2)(1()2

11(++>+n n n ,得证.

例12 设数列}{n a 满足).,2,1(1

,211 =+==+n a a a a n

n n (Ⅰ)证明12+>n a n 对一切正整数n 成立;(Ⅱ)令),2,1( ==

n n

a b n n ,判定n b 与1+n b 的大小,并说明理由(04年重庆卷理科第(22)题)

简析 本题有多种放缩证明方法,这里我们对(Ⅰ)进行减项放缩,有

法1 用数学归纳法(只考虑第二步)1)1(22121

222

12++=++>+

+=+k k a a a k

k k ; 法2 2122

2

2

12+>+

+=+n n

n n a a a a .1,,2,1,2221-=>-?+n k a a k k 则?+>+>?->-1222)1(22212n n a n a a n n 12+>

n a n

常用放缩方法技巧

常用放缩方法技巧 证明数列型不等式,因其思维跨度大、构造性强,需要有较高得放缩技巧而充满思考性与挑战性,能全面而综合地考查学生得潜能与后继学习能力,因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题得极好素材。这类问题得求解策略往往就是:通过多角度观察所给数列通项得结构,深入剖析其特征,抓住其规律进行恰当地放缩;其放缩技巧主要有以下几种: ⑴添加或舍去一些项,如:; ⑵将分子或分母放大(或缩小) ⑶利用基本不等式,如:; ⑷二项式放缩:,, (5)利用常用结论: Ⅰ、得放缩 : Ⅱ、得放缩(1) : (程度大) Ⅲ、得放缩(2):(程度小) Ⅳ、得放缩(3):(程度更小) Ⅴ、分式放缩还可利用真(假)分数得性质:与 记忆口诀“小者小,大者大”。解释:瞧b,若b小,则不等号就是小于号,反之亦然、 Ⅵ、构造函数法构造单调函数实现放缩。例:,从而实现利用函数单调性质得放缩:。 一.先求与再放缩 例1、,前n项与为S n ,求证: 例2、 , 前n项与为S n ,求证: 二.先放缩再求与 (一)放缩后裂项相消 例3.数列,,其前项与为 ,求证: (二)放缩后转化为等比数列。 例4、满足: (1)用数学归纳法证明: (2),求证: 三、裂项放缩 例5、(1)求得值; (2)求证:、 例6、(1)求证: (2)求证: (3)求证: 例7、求证: 例8、已知,,求证:、 四、分式放缩 姐妹不等式:与 记忆口诀”小者小,大者大” 解释:瞧b,若b小,则不等号就是小于号,反之亦然、 例9、姐妹不等式:与 也可以表示成为 与 例10、证明: 五、均值不等式放缩 例11、设求证 例12、已知函数,a>0,b>0,若,且在[0,1]上得最大值为, 求证: 六、二项式放缩 ,, 例13、设,求证、 例14、 , 试证明:、

数列不等式(放缩法)

用放缩法证明不等式的方法与技巧 一.常用公式 1. )1(11)1(12-<<+k k k k k 2. 1 21 12-+<<++k k k k k 3.22 k k ≥()4≥k 4.1232k k ???????≥(2≥k ) 5. ?? ????--≤!!(!k k k 1)11211 6.b a b a +≤+ 二.放缩技巧 所谓放缩的技巧:即欲证A B ≤,欲寻找一个(或多个)中间变量C ,使A C B ≤≤, 由A 到C 叫做“放”,由B 到C 叫做“缩”. 常用的放缩技巧 (1)若0,,t a t a a t a >+>-< (2) < > 11> n >= (3)21111111 (1)1(1)(1)1n n n n n n n n n n - =<<=->++-- (4 )= <=<= (5)若,,a b m R + ∈,则,a a a a m b b m b b +>< + (6)21111111 112!3!!222 n n -+++???+<+++???+ (7)22211111111 11(1)()()232231n n n +++???+<+-+-+???+--(因为211(1)n n n < -) (7)1111111112321111 n n n n n n n n n +++???+≤++???+=<+++++++ 或11111111 123222222n n n n n n n n n +++???+≥++???+==+++ (8 )1???+>???+== 三.常见题型 (一).先求和再放缩: 1.设1111 2612 (1) n S n n = ++++ +,求证:1n S < 2.设1n b n = (n N *∈),数列2{}n n b b +的前n 项和为n T ,求证:34 n T <

利用放缩法证明数列型不等式压轴题

利用放缩法证明数列型不等式压轴题 惠州市华罗庚中学 欧阳勇 摘要:纵观近几年高考数学卷,压轴题很多是数列型不等式,其中通常需要证明数列型不等式,它不但可以考查证明不等式和数列的各种方法,而且还可以综合考查其它多种数学思想方法,充分体现了能力立意的高考命题原则。处理数列型不等式最重要要的方法为放缩法。放缩法的本质是基于最初等的四则运算,利用不等式的传递性,其优点是能迅速地化繁为简,化难为易,达到事半功倍的效果;其难点是变形灵活,技巧性强,放缩尺度很难把握。对大部分学生来说,在面对这类考题时,往往无从下笔.本文以数列型不等式压轴题的证明为例,探究放缩法在其中的应用,希望能抛砖引玉,给在黑暗是摸索的学生带来一盏明灯。 关键词:放缩法、不等式、数列、数列型不等式、压轴题 主体: 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1412 2333n n n S a +=-?+,1,2,3, n =。设2n n n T S =, 1,2,3, n =,证明: 1 32 n i i T =< ∑。 证明:易得12(21)(21),3 n n n S +=--1132311()2(21)(21)22121n n n n n n T ++= =-----, 11223 111 31131111 11 ()()221212212121212121 n n i i i n n i i T ++===-=-+-++ ---------∑∑ = 113113()221212 n +-<-- 点评: 此题的关键是将12(21)(21)n n n +--裂项成1 11 2121 n 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

高考数学数列不等式证明题放缩法十种方法技巧总结(供参考)

1. 均值不等式法 例1 设.)1(3221+++?+?=n n S n 求证.2 )1(2)1(2 +<<+n S n n n 例2 已知函数bx a x f 211 )(?+=,若54)1(=f ,且)(x f 在[0,1]上的最小值为21,求证:.2121 )()2()1(1-+ >++++n n n f f f 例3 求证),1(2 21321 N n n n C C C C n n n n n n ∈>?>++++- . 例4 已知222121n a a a +++=,222121n x x x +++=,求证:n n x a x a x a +++ 2211≤1. 2.利用有用结论 例5 求证.12)1 211()511)(311)(11(+>-++++n n 例6 已知函数 .2,,10,)1(321lg )(≥∈≤x x f x f 对任意*∈N n 且2≥n 恒成立。 例7 已知1 12111,(1).2n n n a a a n n +==+++ )(I 用数学归纳法证明2(2)n a n ≥≥; )(II 对ln(1)x x +<对0x >都成立,证明2n a e <(无理数 2.71828 e ≈) 例8 已知不等式21111[log ],,2232 n n N n n *+++>∈>。2[log ]n 表示不超过n 2log 的最大整数。设正数数列}{n a 满足:.2,),0(111≥+≤ >=--n a n na a b b a n n n 求证.3,][log 222≥+

数列综合应用(放缩法)教案资料

数列综合应用(1) ————用放缩法证明与数列和有关的不等式 一、备考要点 数列与不等式的综合问题常常出现在高考的压轴题中, 是历年高考命题的热点,这类问题能有效地考查学生 综合运用数列与不等式知识解决问题的能力.解决 这类问题常常用到放缩法,而求解途径一般有两条: 一是先求和再放缩,二是先放缩再求和. 二、典例讲解 1.先求和后放缩 例1.正数数列{}n a 的前n 项的和n S ,满足 12+=n n a S ,试求: (1)数列{}n a 的通项公式; (2)设1 1+=n n n a a b ,数列{}n b 的前n 项的和 为n B ,求证:21

③.放缩后为差比数列,再求和 例4.已知数列{}n a 满足:11=a , )3,2,1()21(1Λ=+=+n a n a n n n .求证: 112 13-++-≥>n n n n a a ④.放缩后为裂项相消,再求和 例5.在m (m ≥2)个不同数的排列P 1P 2…P n 中, 若1≤i <j ≤m 时P i >P j (即前面某数大于后面某数), 则称P i 与P j 构成一个逆序. 一个排列的全部逆序的 总数称为该排列的逆序数. 记排列321)1()1(Λ-+n n n 的逆序数为a n ,如排列21的逆序数11=a ,排列321的 逆序数63=a . (1)求a 4、a 5,并写出a n 的表达式; (2)令n n n n n a a a a b 11+++=,证明: 32221+<++

常用放缩方法技巧

常用放缩方法技巧 证明数列型不等式,因其思维跨度大、构造性强,需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性,能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力,因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。这类问题的求解策略往往是:通过多角度观察所给数列通项的结构,深入剖析其特征,抓住其规律进行恰当地放缩;其放缩技巧主要有以下几种: ⑴添加或舍去一些项,如: a a >+12;n n n >+)1( ⑵将分子或分母放大(或缩小) ⑶利用基本不等式,如:4lg 16lg 15lg )2 5lg 3lg (5lg 3lg 2=<=+n n n n (5)利用常用结论: Ⅰ. 的放缩 Ⅱ. 21k 的放缩(1) : 2111(1)(1) k k k k k <<+-(程度大) Ⅲ. 21k 的放缩(2):22111111()1(1)(1)211k k k k k k <==+-+--+(程度小) Ⅳ. 2 1k 的放缩(3):221 4112()412121k k k k <=+--+(程度更小) Ⅴ. 分式放缩还可利用真(假)分数的性质:)0,0(>>>++>m a b m a m b a b 和)0,0(>>>++

不等式证明的常用基本方法

证明不等式的基本方法 导学目标:1.了解证明不等式的基本方法:比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法.2.会用比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法证明比较简单的不等式. [自主梳理] 1.三个正数的算术—几何平均不等式:如果a ,b ,c>0,那么_________________________,当且仅当a =b =c 时等号成立. 2.基本不等式(基本不等式的推广):对于n 个正数a 1,a 2,…,a n ,它们的算术平均不小于它们的几何平均,即a 1+a 2+…+a n n ≥n a 1·a 2·…·a n ,当且仅当__________________时等号成立. 3.证明不等式的常用五种方法 (1)比较法:比较法是证明不等式最基本的方法,具体有作差比较和作商比较两种,其基本思想是______与0比较大小或______与1比较大小. (2)综合法:从已知条件出发,利用定义、______、______、性质等,经过一系列的推理、论证而得出命题成立,这种证明方法叫综合法.也叫顺推证法或由因导果法. (3)分析法:从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的________条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实(定义 、公理或已证明的定理、性质等),从而得出要证的命题成立为止,这种证明方法叫分析法.也叫逆推证法或执果索因法. (4)反证法 ①反证法的定义 先假设要证的命题不成立,以此为出发点,结合已知条件,应用公理、定义、定理、性质等,进行正确的推理,得到和命题的条件(或已证明的定理、性质、明显成立的事实等)矛盾的结论,以说明假设不正确,从而证明原命题成立,我们把它称为反证法. ②反证法的特点 先假设原命题不成立,再在正确的推理下得出矛盾,这个矛盾可以是与已知条件矛盾,或与假设矛盾,或与定义、公理、定理、事实等矛盾. (5)放缩法 ①定义:证明不等式时,通过把不等式中的某些部分的值________或________,简化不等式,从而达到证明的目的,我们把这种方法称为放缩法. ②思路:分析观察证明式的特点,适当放大或缩小是证题关键. 题型一 用比差法与比商法证明不等式 1.设t =a +2b ,s =a +b 2+1,则s 与t 的大小关系是( A ) ≥t >t ≤t 0;②a 2+b 2≥2(a -b-1);③a 2+3ab>2b 2;④,其中所 有恒成立的不等式序号是 ② . ②【解析】①a=0时不成立;②∵a 2+b 2-2(a-b-1)=(a-1)2+(b+1)2≥0,成立;③a=b=0时不成立;④a=2,b=1时不成立,故恒成立的只有②.

数列型不等式放缩技巧

数列型不等式放缩技巧 证明数列型不等式,因其思维跨度大、构造性强,需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性,能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力,因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。这类问题的求解策略往往是:通过多角度观察所给数列通项的结构,深入剖析其特征,抓住其规律进行恰当地放缩;其放缩技巧主要有以下几种: 一 利用重要不等式放缩 1. 均值不等式法 例1 设.)1(3221+++?+?=n n S n Λ求证.2 )1(2)1(2 +<<+n S n n n 解析 此数列的通项为.,,2,1,)1(n k k k a k Λ=+= 2121)1(+ =++<+ ++= +<∑=n n n k S n k n ,就放过“度”了! ②根据所证不等式的结构特征来选取所需要的重要不等式,这里 n a a n a a a a a a n n n n n n 2 2111111++≤ ++≤≤++ΛΛΛΛ 其中,3,2=n 等的各式及其变式公式均可供选用。 例 2 已知函数bx a x f 211)(?+= ,若5 4)1(= f ,且)(x f 在[0,1]上的最小值为21,求证:.21 2 1)()2()1(1-+>++++n n n f f f Λ(02年全国联赛山东预赛题) 简析 )221 1()()1()0(2 2114111414)(?->++?≠?->+-=+=n f f x x f x x x x Λ .21 2 1)21211(41)2211()2211(1 12-+=+++-=?-++?-++-n n n n n ΛΛ 例3 已知b a ,为正数,且11 1=+b a ,试证:对每一个*∈N n ,1222)(+-≥--+n n n n n b a b a .(88年全国联赛题) 简析 由 111=+b a 得b a ab +=,又42)11)((≥++=++a b b a b a b a ,故4≥+=b a ab ,而n n n r r n r n n n n n n b C b a C b a C a C b a +++++=+--ΛΛ110)(, 令n n n b a b a n f --+=)()(,则)(n f =111 1 ----++++n n n r r n r n n n ab C b a C b a C ΛΛ,因为i n n i n C C -=,倒序相加得 )(2n f =)()()(111 111b a ab C b a b a C ab b a C n n n n r n r r r n r n n n n -------+++++++ΛΛ, 而12 1 1 1 1 2422+------=?≥≥+==+==+n n n n n n r n r r r n n n b a b a ab b a b a ab b a ΛΛ,则 )(2n f =))(22())((1 1r r n r n r n r r n r n r n n r n n b a b a b a b a C C C -----+-=+++++ΛΛ?-≥)22(n 12+n ,所以 )(n f ?-≥)22(n n 2,即对每一个*∈N n ,1222)(+-≥--+n n n n n b a b a . 例4 求证),1(2 2 1321N n n n C C C C n n n n n n ∈>?>++++-Λ. 简析 不等式左边=++++n n n n n C C C C Λ32112222112-++++=-n n Λ n n n 122221-?????>Λ=2 1 2 -?n n ,原结论成立. 2.利用有用结论 例5 求证.12)1 211()511)(311)(11(+>-++++n n Λ 简析 本题可以利用的有用结论主要有: 法1 利用假分数的一个性质)0,0(>>>++>m a b m a m b a b 可得 >-??122563412n n Λ=+??n n 212674523Λ)12(212654321+?-??n n n Λ

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)/6 ⅱ: 13+23+…+n3=(1+2+…+n)2 Ⅲ:cosa+cos2a+…+cos2n a=sin2n+1a/2n+1sina ⅳ:e=2+1/2!+1/3!+…+1/n!+a/(n!n) (0

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+x n)≥1+x1+x2+…+x n(x i符号相同且大于-1) 3:柯西不等式 (∑ a i b i)2≤∑a i2∑b i2 4:︱sin nx︱≤n︱sin x︱ 5; (a+b)p≤2p max(︱a p︱,︱b p︱) (a+b)p≤a p+ b p (01) 6:(1+x)n≥1+nx (x>-1) 7:切比雪夫不等式 若a1≤a2≤…≤a n, b1≤b2≤…≤b n ∑a i b i≥(1/n)∑a i∑b i 若a1≤a2≤…≤a n, b1≥b2≥…≥b n ∑a i b i≤(1/n)∑a i∑b i 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)】n

用用放缩法证明与数列和有关的不等式

用放缩法证明与数列和有关的不等 数列与不等式的综合问题常常出现在高考的压轴题中,是历年高考命题的热点,这类问题能有效地考查学生综合运用数列与不等式知识解决问题的能力.本文介绍一类与数列和有关的不等式问题,解决这类问题常常用到放缩法,而求解途径一般有两条:一是先求和再放缩,二是先放缩再求和. 一.先求和后放缩 例1.正数数列{}n a 的前n 项的和n S ,满足12+=n n a S ,试求: (1)数列{}n a 的通项公式; (2)设11+= n n n a a b ,数列{}n b 的前n 项的和为n B ,求证:2 1 a a ,又由条

证明数列不等式之放缩技巧及缩放在数列中的应用大全

证明数列不等式之放缩技巧以及不等式缩放在数列中应用 大全 证明数列型不等式,其思维跨度大、构造性强,需要有较高的放缩技巧,充满思考性和挑战性。这类问题的求解策略往往是:通过多角度观察所给数列通项的结构,深入剖析其特征,抓住其规律进行恰当地放缩. 一、利用数列的单调性 例1.证明:当Z n n ∈≥,6时, (2) 12 n n n +<. 证法一:令)6(2) 2(≥+=n n n c n n ,则0232)2(2)3)(1(1211<-=+-++= -+++n n n n n n n n n n c c , 所以当6n ≥时,1n n c c +<.因此当6n ≥时,6683 1.644 n c c ?≤==< 于是当6n ≥时, 2 (2) 1.2n n +< 证法二:可用数学归纳法证.(1)当n = 6时, 66(62)483 12644 ?+==<成立. (2)假设当(6)n k k =≥时不等式成立,即(2) 1.2 k k k +< 则当n =k +1时, 1(1)(3)(2)(1)(3)(1)(3) 1.222(2)(2)2k k k k k k k k k k k k k k ++++++++=?<<++ 由(1)、(2)所述,当n≥6时,2 (1) 12 n n +<. 二、借助数列递推关系 例2.已知12-=n n a .证明: ()23 11112 3 n n N a a a *++++ <∈. 证明:n n n n n a a 121121************?=-?=-<-=+++ , ∴3 2])21(1[321)21(...12111112122132<-?=?++?+<+++= -+n n n a a a a a a S . 例3. 已知函数f(x)=52168x x +-,设正项数列{}n a 满足1a =l,()1n n a f a +=. (1) 试比较n a 与 5 4 的大小,并说明理由; (2) 设数列{}n b 满足n b =54-n a ,记S n=1 n i i b =∑.证明:当n≥2时,Sn <14(2n -1). 分析:比较大小常用的办法是作差法,而求和式的不等式常用的办法是放缩法。 解:(1) 因为10,0,n n a a +>>所以1680,0 2.n n a a -><<

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)/6 ⅱ: 13+23+…+n3=(1+2+…+n)2 Ⅲ:cosa+cos2a+…+cos2n a=sin2n+1a/2n+1sina ⅳ:e=2+1/2!+1/3!+…+1/n!+a/(n!n) (0

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+x n)≥1+x1+x2+…+x n(x i符号相同且大于-1) 3:柯西不等式 (∑ a i b i)2≤∑a i2∑b i2 4:︱sin nx︱≤n︱sin x︱ 5; (a+b)p≤2p max(︱a p︱,︱b p︱) (a+b)p≤a p+ b p (01) 6:(1+x)n≥1+nx (x>-1) 7:切比雪夫不等式 若a1≤a2≤…≤a n, b1≤b2≤…≤b n ∑a i b i≥(1/n)∑a i∑b i 若a1≤a2≤…≤a n, b1≥b2≥…≥b n ∑a i b i≤(1/n)∑a i∑b i 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)】n

放缩法证明数列不等式问题的方法

放缩法证明“数列+不等式”问题的两条途径 数列与不等式的综合问题常常出现在高考的压轴题中,是历年命题的热点,解决这类问题常常用到放缩法。用放缩法解决“数列+不等式”问题通常有两条途径:一是先放缩再求和,二是先求和再放缩。 1、 先放缩再求和 例1 (05年湖北理)已知不等式],[log 2 1131212n n >+++Λ其中n 为不大于2的整数,][log 2n 表示不超过n 2log 的最大整数。设数列{}n a 的各项为正且满足111),0(--+≤>=n n n a n na a b b a )4,3,2(Λ=n ,证明:] [log 222n b b a n +<,Λ5,4,3=n 分析:由条件11--+≤ n n n a n na a 得:n a a n n 1111+≥- n a a n n 1111≥-∴- )2(≥n 1111 21-≥---n a a n n (2) 11112≥-a a 以上各式两边分别相加得: 2 1111111++-+≥-Λn n a a n 2 111111++-++≥∴Λn n b a n ][log 2 112n b +> )3(≥n =b n b 2][log 22+ ∴ ][log 222n b b a n +< )3(≥n 本题由题设条件直接进行放缩,然后求和,命题即得以证明。 例2 (04全国三)已知数列}{n a 的前n 项和n S 满足:n n n a S )1(2-+=, 1≥n

(1)写出数列}{n a 的前三项1a ,2a ,3a ; (2)求数列}{n a 的通项公式; (3)证明:对任意的整数4>m ,有8 711154<+++m a a a Λ 分析:⑴由递推公式易求:a 1=1,a 2=0,a 3=2; ⑵由已知得:1112(1)2(1)n n n n n n n a S S a a ---=-=+----(n>1) 化简得:1122(1)n n n a a --=+- 2)1(2)1(11---=---n n n n a a ,]32) 1([232)1(11+--=+---n n n n a a 故数列{32)1(+-n n a }是以3 21+-a 为首项, 公比为2-的等比数列. 故1)2)(31(32)1(---=+-n n n a ∴22[2(1)]3 n n n a -=-- ∴数列{n a }的通项公式为:22[2(1)]3 n n n a -=--. ⑶观察要证的不等式,左边很复杂,先要设法对左边的项进行适当的放缩,使之能够求和。而左边=232451113111[]221212(1) m m m a a a -+++=+++-+--L L ,如果我们把上式中的分母中的1±去掉,就可利用等比数列的前n 项公式求和,由于-1与1交错出现,容易想到将式中两项两项地合并起来一起进行放缩,尝试知:32322121121121+>++-, 43432121121121+<-++,因此,可将1 212-保留,再将后面的项两两组合后放缩,即可求和。这里需要对m 进行分类讨论,(1)当m 为偶数)4(>m 时, m a a a 11154+++Λ)11()11(11654m m a a a a a +++++=-Λ )2 12121(2321243-++++< m Λ )2 11(4123214--?+=m 8321+<87=

利用放缩法证明数列型不等式

利用放缩法证明数列型不等式 教学目标: 知识与技能:利用裂项求和,等比数列求和,二项式定理结合放缩法证明常规数列型不等式; 过程与方法:通过本节的学习,掌握利用放缩法证明常规数列型不等式; 情感、态度与价值观:通过实例探究放缩法解决数列型不等式的过程,体会知识间的相互联系的观点,提高思维能力. 教学重、难点: 1.掌握证明数列型不等式的四种放缩技巧。 2.体会用放缩法证明不等式时放大或缩小的“度”。 教学过程: 一、高考背景: 压轴题很多是数列型不等式,其中通常需要证明数列型不等式,它不但可以考查证明不等式和数列的各种方法,而且还可以综合考查其它多种数学思想方法,充分体现了能力立意的高考命题原则。而处理数列型不等式最重要要的方法为放缩法。但近几年的广东高考对数列的考查难度有所降低,对放缩法的要求上回归到常规题型中。 二、常见放缩方法: 1.裂项放缩 {}{}. 1:n ,)1(1.1<+= n n n n n S S a n n a a 求证,项和为的前且的通项公式为已知数列例 小结:可求和先求和,先裂项后放缩。

{}{}. 2:n ,1.12<=n n n n n S S a n a a 求证,项和为的前且的通项公式为已知数列变式 小结:不能求和先放缩,后裂项求和,再放缩。 4 7)2013(2< n S 上,同广东变式? 小结:放大不宜过大,缩小不宜过小,把握放缩的“度”。 2.等比放缩 例2【2012广东】设数列{}n a 的前n 项和为n S ,{} n n n a a 231n -=的通项公式为 证明:对一切正整数n ,有2 3< n S 小结:先放缩构造成等比数列,再求和,最后二次放缩实现目标转化。

放缩法证明数列不等式经典例题

放缩法证明数列不等式 主要放缩技能: 1.211111111(1)(n 1)1n n n n n n n n -=<<=-++-- 2221144112()141(21)(21)21214 n n n n n n n <===--+--+- ==>= ==<= =<= == =< = = 5. 121122211(21)(21)(22)(21)(21)2121 n n n n n n n n n n ---<==-------- 6. 111 22(1)11(1)2(1)22(1)2n n n n n n n n n n n n n +++++-==-+?+??+?

例1.设函数2*2()1x x n y n N x -+=∈+的最小值为n a ,最大值为n b , 且n c =(1)求n c ;(2)证明: 4444123111174n c c c c ++++ < 例2.证明:1611780<+ ++< 例3.已知正项数列{}n a 的前n 项的和为n s ,且12n n n a s a + =,*n N ∈; (1)求证:数列{} 2n s 是等差数列; (2)解关于数列n 的不等式:11()48n n n a s s n ++?+>- (3)记312311112,n n n n b s T b b b b = = ++++,证明:312n T <<

例4. 已知数列{}n a 满足:n a n ?????? 是公差为1的等差数列,且121n n n a a n ++=+; (1) 求n a ;(2 12n na +++< 例5.在数列{}n a 中,已知1112,2n n n n a a a a a ++==-; (1)求n a ;(2)证明:112233(1)(1)(1)(1)3n n a a a a a a a a -+-+-++-< 例6. 数列{}n a 满足:11122,1()22 n n n n n a a a n a ++==++; (1)设2n n n b a =,求n b ;(2)记11(1)n n c n n a +=+,求证:12351162 n c c c c ≤++++<

证明数列不等式的常用放缩方法技巧精减版

证明数列不等式的常用放缩方法技巧 证明数列型不等式,因其思维跨度大、构造性强,需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性,能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力,因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。这类问题的求解策略往往是:通过多角度观察所给数列通项的结构,深入剖析其特征,抓住其规律进行恰当地放缩;其放缩技巧主要有以下几种: ⑴添加或舍去一些项,如:a a >+12;n n n >+)1( ⑵将分子或分母放大(或缩小) ⑶利用基本不等式,如:4lg 16lg 15lg )25lg 3lg (5lg 3lg 2=<=+n n n n (5)利用常用结论: Ⅰ. 的放缩 Ⅱ. 21k 的放缩(1) : 2111(1)(1)k k k k k <<+-(程度大) Ⅲ. 21k 的放缩(2):22111111()1(1)(1)211k k k k k k <==+-+--+(程度小) Ⅳ. 2 1k 的放缩(3):221 4112()412121k k k k <=+--+(程度更小) Ⅴ. 分式放缩还可利用真(假)分数的性质:)0,0(>>>++>m a b m a m b a b 和)0,0(>>>++

不等式放缩技巧十法

第六章 不等式 第二节 不等式放缩技巧十法 证明不等式,其基本方法参阅<数学是怎样学好的>(下册)有关章节.这里以数列型不等式的证明为例说明证明不等式的一个关键问题: 不等式的放缩技巧。 证明数列型不等式,因其思维跨度大、构造性强,需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性,能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力,因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。这类问题的求解策略往往是:通过多角度观察所给数列通项的结构,深入剖析其特征,抓住其规律进行恰当地放缩;其放缩技巧主要有以下十种: 一 利用重要不等式放缩 1. 均值不等式法 例1 设.)1(3221+++?+?=n n S n 求证 .2 )1(2)1(2 +<<+n S n n n 解析 此数列的通项为.,,2,1,)1(n k k k a k =+= 2 1 21)1(+=++< + ++=+<∑=n n n k S n k n ,就放过“度”了! ②根据所证不等式的结构特征来选取所需要的重要不等式,这里 n a a n a a a a a a n n n n n n 2 2111111++≤ ++≤≤++ 其中,3,2=n 等的各式及其变式公式均可供选用。

用放缩法证明不等式Word版

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1412 2333 n n n S a +=-?+,1,2,3, n =。设2n n n T S =,1,2,3, n =,证明: 1 3 2 n i i T =< ∑。 证明:易得12(21)(21),3 n n n S +=--1132311()2(21)(21)22121n n n n n n T ++= =-----, 11223 1 1 131131111 11 ()()221212212121212121 n n i i i n n i i T ++===-=-+-++ ---------∑∑ = 113113()221212 n +-<-- 点评: 此题的关键是将12(21)(21)n n n +--裂项成1 11 2121 n 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 711 12n +≥ 。 证明:(I )111 111 1()23 2212 2n n T T n n n n n n +-= +++ -++++++++ 111 21221n n n = +- +++10(21)(22) n n =>++ ∴1n n T T +>. (II ) 112211222222,n n n n n n S S S S S S S S ---≥∴=-+-+ +-+1221122n n T T T T S --=++ +++ 由(I )可知n T 递增,从而12222n n T T T --≥≥ ≥,又11217 ,1,212T S T ===, 12211222n n n S T T T T S --∴=+++++21171711 (1)(1)112212 n n T T S n +≥-++=-++= 即当2n ≥时,2n S 711 12 n +≥。

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