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利用放缩法证明数列型不等式压轴题

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利用放缩法证明数列型不等式压轴题

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。

2n41n?12例1设数列?an?的前n项的和Sn?an??2?,n?1,2,3,?。设Tn?,

Sn333n?1,2,3,?,证明:?Ti?i?1n3。 232n3112n?1n?(?), 证明:易得Sn?(2?1)(2?1),Tn?n?1nnn?12(2?1)(2?1)22?12?133n113111111T?(?)?(???????)??iii?11223nn?12i?12?12?122?12?12?12?12?12?1i?1 =

n3113(1?n?1)? 22?12?122n11点评: 此题的关键是将n?1裂项成,然后再求和,即可?(2?1)(2n?1)2n?12n?1?1达到目标。

(2)先放缩通项,然后将其裂成n(n?3)项之和,然后再结合其余条件进行二次放缩。

例2 已知数列{an}和{bn}满足a1?2,an?1?an(an?1?1),bn?an?1,数列{bn}的前n和为Sn,Tn?S2n?Sn;

1

(I)求证:Tn?1?Tn; (II)求证:当n?2时,S2n?7n?11。 12111111证明:(I)Tn?1?Tn??????(????)

n?2n?32n?2n?1n?22n?1111??0 ??2n?12n?2n?1(2n?1)(2n?2)∴Tn?1?Tn.

(II)?n?2,?S2n?S2n?S2n?1?S2n?1?S2n?2???S2?S1?S1

?T2n?1?T2n?2???T2?T1?S1

17,S1?1,T2?, 212717n?11?S2n?T2n?1?T2n?2???T2?T1?S1?(n?1)T2?T1?S1?(n?1)??1?

122127n?11即当n?2时,S2n?。

12由(I)可知Tn递增,从而T2n?1?T2n?2???T2,又T1?点评:此题(II)充分利用(I)的结论,Tn递增,将S2n裂成

S2n?S2?n1?S2?n1?S2?n2??项。用于解决积式问题。

2?S1?S的和,从而找到了解题的突破口。?S 12、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

例3 已知数列?an?的首项为a1?3,点?an,an?1?在直线3x?y?0(n?N)上。

** 若cn?log3an?2(n?N),证明对任意的n?N ,不等式

3*(1?111)(1+)???(1+)?33n?1恒成立. c1c2cn133n?133n?13n3n?13n?1)?()???? cn3n?23n?23n?13n3n?2证明: cn?3n?2,(1+所以[(1?111473n?1)(1+)???(1+)]3??????3n?1 c1c2cn143n?2(1?111)(1+)???(1+)?33n?1。 c1c2cn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

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容易处理。(1+133n?13)?()可以看成是三个假分式的乘积,保持其中一项不变,另两cn3n?2项假分数分子分母同时加1,加2,则积变小,(而通项式为{3n?133n?13n3n?13n?1 )????3n?23n?23n?13n3n?23n?1}的数列在迭乘时刚好相消,从而达到目标。 3n?23、迭代放缩法:通过放缩法构造递推不等关系,进行迭代,从而求解。

例4 已知数列{xn}满足,x1?1112证明:|xn?1?xn|??()n?1。 ,xn?1?,n?N*,

21?xn65证明:当n?1时,|xn?1?xn|?|x2?x1|?当n?2时,易知0?xn?1?1,1?xn?1?2,xn?1,结论成立。 611?

1?xn?12?(1?xn)(1?xn?1)?(1?15)(1?xn?1)?2?xn?1?1?xn?12

?|xn?1?xn|?||xn?xn?1|11?|?1?xn1?xn?1(1?xn)(1?xn?1)

?

22212|xn?xn?1|?()2|xn?xn?1|???()n?1|x2?x1|?()n?1 55565点评:此题将目标式进行放缩得到递推不等关系,进行迭代,找到解题途径。

4、等比公式放缩法: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。

例5已知数列?an?的各项均为正数,且满足a1?2,an?1?12an?(n?N?),记

an?1an?1bn?an2?an,数列?bn?的前n项和为xn,且f(xn)?(I)数列?bn?和?an?的通项公式; (II)求证:

1xn. 2f(xn)n?1f(x1)f(x2)n??????(n?N?). 2f(x2)f(x3)f(xn?1)2n1?1?2n?2n略解:(I) bn?2,an?,f(xn)?2?1。

2f(xn)2n?12n?11?n?1??, 证明:(II)

f(xn?1)2?12(2n?1)22

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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
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