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1、放縮法在數(shù)列不等式證明中的運(yùn)用
高考中利用放縮方法證明不等式,文科涉及較少,但理科卻常常出現(xiàn),且多是在壓軸題中出現(xiàn)。放縮法證明不等式有法可依,但具體到題,又常常沒有定法,它綜合性強(qiáng),形式復(fù)雜,運(yùn)算要求高,往往能考查考生思維的嚴(yán)密性,深刻性以及提取和處理信息的能力,較好地體現(xiàn)高考的甄別功能。本文旨在歸納幾種常見的放縮法證明不等式的方法,以冀起到舉一反三,拋磚引玉的作用。
一、 放縮后轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列。
例1. 滿足:
(1) 用數(shù)學(xué)歸納法證明:
(2) ,求證:
解:(1)略
(2)
又
,
迭乘得:
點(diǎn)評:把握“”這一特征對“”進(jìn)行變形
2、,然后去掉一個(gè)正項(xiàng),這是不等式證明放縮的常用手法。這道題如果放縮后裂項(xiàng)或者用數(shù)學(xué)歸納法,似乎是不可能的,為什么?值得體味!
二、放縮后裂項(xiàng)迭加
例2.?dāng)?shù)列,,其前項(xiàng)和為
求證:
解:
令,的前項(xiàng)和為
當(dāng)時(shí),
點(diǎn)評:本題是放縮后迭加。放縮的方法是加上或減去一個(gè)常數(shù),也是常用的放縮手法。值得注意的是若從第二項(xiàng)開始放大,得不到證題結(jié)論,前三項(xiàng)不變,從第四項(xiàng)開始放大,命題才得證,這就需要嘗試和創(chuàng)新的精神。
例3.已知函數(shù)的圖象在處的切線方程為
(1)用表示出
(2)若在上恒成立,求的取值范圍
(3)證明:
解:(1)(2)略
(3)由(II)知:當(dāng)
令
3、
且當(dāng)
令
即
將上述n個(gè)不等式依次相加得
整理得
點(diǎn)評:本題是2010湖北高考理科第21題。近年,以函數(shù)為背景建立一個(gè)不等關(guān)系,然后對變量進(jìn)行代換、變形,形成裂項(xiàng)迭加的樣式,證明不等式,這是一種趨勢,應(yīng)特別關(guān)注。當(dāng)然,此題還可考慮用數(shù)學(xué)歸納法,但仍需用第二問的結(jié)論。
三、 放縮后迭乘
例4..
(1) 求
(2) 令,求數(shù)列的通項(xiàng)公式
(3) 已知,求證:
解:(1)(2)略
由(2)得
點(diǎn)評:裂項(xiàng)迭加,是項(xiàng)項(xiàng)相互抵消,而迭乘是項(xiàng)項(xiàng)約分,其原理是一樣的,都似多米諾骨牌效應(yīng)。只是求項(xiàng)和時(shí)用迭加,求項(xiàng)乘時(shí)用迭乘。