(Ⅰ)求f0的值;(Ⅱ)求证:
fx≤4; (Ⅲ)当 时,试证明:
解析: (Ⅰ)解:令 ,由①对于任意 [0,1],总有 , ∴ 又由②得 即 ∴
(Ⅱ)解:任取 且设 则 因为 ,所以 ,即 ∴ ∴当 [0,1]时,
(Ⅲ)证明:先用数学归纳法证明: (1)当n=1时, ,不等式成立; (2)假设当n=时, 由 得
即当n=+1时,不等式成立
由(1)、(2)可知,不等式 对一切正整数都成立 于是,当 时, ,
而 [0,1], 单调递增 ∴ 所以, 例0 已知: 求证: 解析:构造对偶式:令 则 = 又 (
十一、积分放缩
利用定积分的保号性比大小
保号性是指,定义在 上的可积函数 ,则 例1求证: 解析: ,∵ , 时, , , ∴ ,
利用定积分估计和式的上下界
定积分产生和应用的一个主要背景是计算曲边梯形的面积,现在用它估计小矩形的面积和 例2 求证: ,
解析: 考虑函数 在区间 上的定积分 如图,显然 -① 对 求和,
例3 已知 求证:
解析:考虑函数 在区间 上的定积分 ∵ -② ∴
例4 (2003年全国高考江苏卷)设 ,如图,已知直线 及曲线 : , 上的点 的横坐标为 ( )从 上的点 作直线平行于 轴,交直线 于点 ,再从点 作直线平行于 轴,交曲线 于点 的横坐标构成数列
(Ⅰ)试求 与 的关系,并求 的通项公式; (Ⅱ)当 时,证明 ; (Ⅲ)当 时,证明 解析: (过程略)
证明(II):由 知 ,∵ ,∴ ∵当 时, , ∴
证明(Ⅲ):由 知 ∴ 恰表示阴影部分面积, 显然 ④ ∴
奇巧积累: 将定积分构建的不等式略加改造即得“初等”证明,如:① ; ② ; ③ ; ④
十二、部分放缩(尾式放缩) 例求证: 解析:
例6 设 求证: 解析:
又 (只将其中一个 变成 ,进行部分放缩), ,
于是
例7设数列 满足 ,当 时 证明对所有 有 ;
解析: 用数学归纳法:当 时显然成立,假设当 时成立即 ,则当 时 ,成立。
利用上述部分放缩的结论 放缩通项,可得
注:上述证明 用到部分放缩,当然根据不等式的性质也可以整体放缩: ;证明 就直接使用了部分放缩的结论 十三、三角不等式的放缩 例8求证: 解析:(i)当 时,
(ii)当 时,构造单位圆,如图所示:
因为三角形AB的面积小于扇形AB的面积 所以可以得到 当 时 所以当 时 有 (iii)当 时, ,由(ii)可知: 所以综上有
十四、使用加强命题法证明不等式 (i)同侧加强
对所证不等式的同一方向(可以是左侧,也可以是右侧)进行加强如要
证明 ,只要证明 ,其中 通过寻找分析,归纳完成 例9求证:对一切 ,都有 解析: 从而
当然本题还可以使用其他方法,如: 所以
(ii)异侧加强(数学归纳法) (iii)双向加强
有些不等式,往往是某个一般性命题的特殊情况,这时,不妨”返璞归真”,通过双向加强还原其本面目,从而顺利解决原不等式其基本原理为:
欲证明 ,只要证明: 例60已知数列 满足: ,求证: 解析: ,从而 ,所以有 ,所以
又 ,所以 ,所以有 所以 所以综上有
引申:已知数列 满足: ,求证: 解析:由上可知 ,又 ,所以 从而