高考数学 解题方法攻略 不等式放缩 理

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不等式的放缩技巧

不等式的放缩技巧

数列型不等式放缩技巧八法证明数列型不等式,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 设求证.)1(3221+++⋅+⋅=n n S n .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(+=++<+<k k k k k k )21(11∑∑==+<<∴nk n nk 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,若放成则得,就放2b a ab +≤1)1(+<+k k k 2)1(2)3)(1()1(21+>++=+<∑=n n n k S nk n 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na a n a a a a a a nnnnn n22111111++≤++≤≤++其中,等的各式及其变式公式均可供选用。

3,2=n例2 已知函数,若,且在[0,1]上的最小值为bxa x f 211)(⋅+=54)1(=f )(x f ,求证:(02年全国联赛山东预赛题)21.2121)()2()1(1-+>++++n n n f f f 简析 )2211()()1()0(22114111414)(⨯->++⇒≠∙->+-=+=n f f x x f xx x x.2121)21211(41)2211()2211(112-+=+++-=⨯-++⨯-++-n n n n n例3 已知为正数,且,试证:对每一个,b a ,111=+ba *∈N n .(88年全国联赛题)1222)(+-≥--+n n n n n b a b a 简析 由得,又,故111=+b a b a ab +=42)11)((≥++=++abb a b a b a ,而,4≥+=b a ab nn nr r n r n n n n n n b C b a C b a C a C b a +++++=+-- 110)(令,则nnnb a b a n f --+=)()(=,因为,倒序相加得)(n f 1111----++++n n n r r n r n n n ab C b a C b a C in ni n C C -==,)(2n f )()()(111111b 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 -------+++++++ 而,则1211112422+------=⋅≥≥+==+==+n nnn n n rn r rrn n n b a b a ab b a b a ab b a=)(2n f ))(22())((11r 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 -----+-=+++++,所以,即对每一个,⋅-≥)22(n 12+n )(n f ⋅-≥)22(n n 2*∈N n .1222)(+-≥--+n n n n n b a b a 例4 求证.),1(221321N n n n C C C C n n nnnn∈>⋅>++++- 简析 不等式左边=++++nn n n n C C C C 32112222112-++++=-n n =,原结论成立.nn n 122221-⋅⋅⋅⋅⋅> 212-⋅n n 2.利用有用结论例5 求证.12)1211()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可得)0,0(>>>++>m a b ma mb ab>-⋅⋅122563412n n =+⋅⋅n n 212674523 )12(212654321+⋅-⋅⋅n nn 即⇒12)122563412(2+>-⋅⋅n n n .12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n法2 利用贝努利不等式的一个)0,1,2,(1)1(≠->≥∈+>+*x x n N n nx x n 特例(此处)得12121)1211(2-⋅+>-+k k 121,2-==k x n =-+∏⇒-+>-+=)1211(121212111k k k k n k .1212121+=-+∏=n k k n k 注:例5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。

全国高考数学复习微专题:放缩法证明数列不等式

全国高考数学复习微专题:放缩法证明数列不等式

放缩法证明数列不等式一、基础知识:在前面的章节中,也介绍了有关数列不等式的内容,在有些数列的题目中,要根据不等式的性质通过放缩,将问题化归为我们熟悉的内容进行求解。

本节通过一些例子来介绍利用放缩法证明不等式的技巧 1、放缩法证明数列不等式的理论依据——不等式的性质:(1)传递性:若,a b b c >>,则a c >(此性质为放缩法的基础,即若要证明a c >,但无法直接证明,则可寻找一个中间量b ,使得a b >,从而将问题转化为只需证明b c >即可 ) (2)若,a b c d >>,则a c b d +>+,此性质可推广到多项求和: 若()()()121,2,,n a f a f a f n >>>,则:()()()1212n a a a f f f n +++>+++(3)若需要用到乘法,则对应性质为:若0,0a b c d >>>>,则ac bd >,此性质也可推广到多项连乘,但要求涉及的不等式两侧均为正数注:这两条性质均要注意条件与结论的不等号方向均相同 2、放缩的技巧与方法:(1)常见的数列求和方法和通项公式特点: ① 等差数列求和公式:12nn a a S n +=⋅,n a kn m =+(关于n 的一次函数或常值函数) ② 等比数列求和公式:()()1111n n a q S q q -=≠-,n n a k q =⋅(关于n 的指数类函数)③ 错位相减:通项公式为“等差⨯等比”的形式④ 裂项相消:通项公式可拆成两个相邻项的差,且原数列的每一项裂项之后正负能够相消,进而在求和后式子中仅剩有限项(2)与求和相关的不等式的放缩技巧:① 在数列中,“求和看通项”,所以在放缩的过程中通常从数列的通项公式入手② 在放缩时要看好所证不等式中不等号的方向,这将决定对通项公式是放大还是缩小(应与所证的不等号同方向)③ 在放缩时,对通项公式的变形要向可求和数列的通项公式靠拢,常见的是向等比数列与可裂项相消的数列进行靠拢。

高中数学放缩法技巧全总结

高中数学放缩法技巧全总结

高中数学放缩法技巧全总结在高中数学学习中,放缩法是一种常用的解题技巧,尤其在不等式证明和极限计算中应用广泛。

掌握好放缩法的技巧,可以帮助我们更好地解决数学问题,提高解题效率。

下面,我将对高中数学放缩法的技巧进行全面总结,希望能够帮助大家更好地掌握这一技巧。

首先,放缩法的基本思想是通过构造一个比原来更容易处理的不等式或者关系式,从而简化原问题的解决过程。

在实际运用中,我们可以通过加减变形、乘除变形、配方等方式进行放缩,下面我们来看一些常用的放缩法技巧。

一、加减变形。

在不等式证明中,我们常常会遇到需要证明一个不等式成立的情况。

这时,我们可以通过在两边同时加上或者减去一个特定的数,来改变原不等式的形式,使得原不等式更容易证明。

例如,在证明数学归纳法中的不等式时,我们常常会通过加减变形来简化证明过程,这是一种常见的放缩法技巧。

二、乘除变形。

在极限计算中,我们常常需要通过放缩法来证明一个极限存在或者不存在。

这时,我们可以通过乘除变形,将原极限问题转化为一个更容易处理的形式。

例如,当我们需要证明一个函数的极限不存在时,可以通过乘除变形将原函数转化为一个更容易处理的形式,从而简化证明过程。

三、配方。

在解决数学问题中,有时我们需要通过配方来进行放缩。

例如,在证明三角函数不等式时,我们可以通过对不等式进行配方,将原不等式转化为一个更容易处理的形式。

这种放缩法技巧在解决三角函数不等式问题中应用广泛,可以帮助我们更好地解决这类问题。

总结起来,放缩法是高中数学学习中常用的解题技巧,通过加减变形、乘除变形、配方等方式进行放缩,可以帮助我们更好地解决数学问题,提高解题效率。

希望以上总结的放缩法技巧对大家有所帮助,能够在高中数学学习中更好地运用这一技巧,提高数学成绩。

万能不等式放缩的解法

万能不等式放缩的解法

万能不等式放缩的解法万能不等式放缩是一种在解决数学不等式问题中非常常见和有效的方法。

通过巧妙地将不等式进行转化和放缩,我们可以得到更加紧凑和可操作的形式,从而更容易找到问题的解。

让我们来了解一下万能不等式放缩方法的背景和基本概念。

在数学中,不等式是指两个数之间的大小关系,比如大于、小于、大于等于或小于等于等。

解决一个不等式的问题,就是要找到使得不等式成立的一组数的范围或集合。

万能不等式放缩方法就是用来确定这个范围或集合的一种有效方法。

万能不等式放缩的基本思想是通过对不等式进行等价转化或放缩,得到一个更简单或更容易处理的形式。

为了达到这个目的,我们可以运用一些常见的数学技巧和性质,比如平方不等式、均值不等式、柯西-施瓦兹不等式等。

这些技巧和性质在数学中有着广泛的应用和证明,它们为我们解决不等式问题提供了强有力的工具。

接下来,让我们通过一个具体的例子来演示万能不等式放缩方法的应用。

假设我们要证明以下不等式成立:(1) 对于任意实数x和y,有(x-y)^2 ≥ 0。

为了证明这个不等式成立,我们可以利用平方不等式的性质。

根据平方不等式,任何实数的平方都大于等于零。

利用这个性质,我们可以把不等式改写为:x^2 - 2xy + y^2 ≥ 0。

进一步地,我们可以将这个不等式进行因式分解,得到:(x-y)(x-y) ≥ 0。

根据因式分解的性质,我们知道两个因子相乘的结果大于等于零,当且仅当这两个因子的符号相同或其中一个因子等于零。

我们可以得出结论:对于任意实数x和y,不等式(x-y)^2 ≥ 0成立。

通过这个简单的例子,我们可以看到万能不等式放缩方法的一般思路。

我们要对给定的不等式进行等价转化,找到一个更简单或更容易处理的形式。

我们可以利用一些常见的数学技巧和性质,对不等式进行进一步的放缩。

我们通过分析和判断得出结论,确定不等式的解集或范围。

总结起来,万能不等式放缩是一种在解决数学不等式问题中非常常见和有效的方法。

高考数学复习考点题型专题讲解12 数列中的不等式证明及放缩问题

高考数学复习考点题型专题讲解12 数列中的不等式证明及放缩问题

高考数学复习考点题型专题讲解专题12 数列中的不等式证明及放缩问题数列中的不等式证明问题的常用放缩技巧(1)对1n2的放缩,根据不同的要求,大致有三种情况(下列n∈N*):1 n2<1n2-n=1n-1-1n(n≥2);1 n2<1n2-1=12⎝⎛⎭⎪⎫1n-1-1n+1(n≥2);1 n2=44n2<44n2-1=2⎝⎛⎭⎪⎫12n-1-12n+1(n≥1).(2)对12n的放缩,根据不同的要求,大致有两种情况(下列n∈N*):1 2n >1n+n+1=n+1-n(n≥1);1 2n <1n+n-1=n-n-1(n≥1).类型一关于数列项的不等式证明(1)结合“累加”“累乘”“迭代”放缩;(2)利用二项式定理放缩;(3)利用基本不等式或不等式的性质;(4)转化为求最值、值域问题.例1 设正项数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a n +1a n(n ∈N *).求证:(1)2<a 2n +1-a 2n ≤3;(2)3n -13n -2≤a n +1a n ≤2n2n -1. 证明 (1)因为a 1=1及a n +1=a n +1a n(n ≥1),所以a n ≥1,所以0<1a 2n≤1.因为a 2n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +1a n 2=a 2n+1a 2n +2, 所以a 2n +1-a 2n =1a 2n+2∈(2,3],即2<a 2n +1-a 2n ≤3.(2)由(1)得2<a 22-a 21≤3,2<a 23-a 22≤3,2<a 24-a 23≤3,⋮2<a 2n +1-a 2n ≤3,故2n <a 2n +1-a 21≤3n ,所以2n +1<a 2n +1≤3n +1, 即2n -1<a 2n ≤3n -2(n ≥2),而n =1时,也满足2n -1≤a 2n ≤3n -2, 所以2n -1≤a 2n ≤3n -2, 所以a n +1a n =1+1a 2n ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤3n -13n -2,2n 2n -1.即3n -13n -2≤a n +1a n ≤2n 2n -1. 训练1(2022·天津模拟)已知数列{a n }满足a n =n n -1a n -1-13n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n(n ≥2,n ∈N *),a 1=49.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{c n }满足c 1=12,c n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫23k +1a k·c 2n +c n ,其中k 为一个给定的正整数,求证:当n ≤k 时,恒有c n <1. (1)解 由已知可得:a n n =a n -1n -1-13⎝ ⎛⎭⎪⎫23n(n ≥2),即a n n -a n -1n -1=-13⎝ ⎛⎭⎪⎫23n, 由累加法可求得a n n =⎝ ⎛⎭⎪⎫a n n -a n -1n -1+⎝ ⎛⎭⎪⎫a n -1n -1-a n -2n -2+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22-a 11+a 11 =-13⎝ ⎛⎭⎪⎫23n-13⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1-…-13⎝ ⎛⎭⎪⎫232+49=⎝ ⎛⎭⎪⎫23n +1,即a n =n ⎝ ⎛⎭⎪⎫23n +1(n ≥2),又n =1时也成立,故a n =n ⎝ ⎛⎭⎪⎫23n +1(n ∈N *).(2)证明 由题意知c n +1=1kc 2n +c n ,∴{c n }为递增数列, ∴只需证c k <1即可. 当k =1时,c 1=12<1成立,当k ≥2时,c n +1=1k c 2n +c n<1kc n c n +1+c n ,即1c n +1-1c n>-1k,因此1c k =⎝ ⎛⎭⎪⎫1c k -1c k -1+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1c 2-1c 1+1c 1>-k -1k +2=k +1k ,∴c k <k k +1<1,∴当n ≤k 时,恒有c n <1. 类型二 对求和结论进行放缩对于含有数列和的不等式,若数列的和易于求出,则一般采用先求和再放缩的策略证明不等式.例2 已知数列{a n }满足a 1=2,(n +1)a n +1=2(n +2)a n ,n ∈N *. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设S n 是数列{a n }的前n 项和,求证:S n <2a n . (1)解 法一 由题意得a n +1n +2=2·a nn +1, 又a 11+1=1,所以数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n n +1是首项为1,公比为2的等比数列,所以a n n +1=2n -1,所以a n =(n +1)·2n -1(n ∈N *). 法二 由题意得a n +1a n =2(n +2)n +1, 所以a n a 1=a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1=2(n +1)n ·2n n -1·2(n -1)n -2·…·2×32=(n +1)·2n -2.因为a 1=2,所以a n =(n +1)·2n -1(n ∈N *).(2)证明 因为a n =(n +1)·2n -1,所以S n =2×20+3×21+4×22+…+n ·2n -2+(n +1)·2n -1,① 2S n =2×21+3×22+…+(n -1)×2n -2+n ×2n -1+(n +1)×2n ,② ②-①得S n =-2×20-(21+22+…+2n -1)+(n +1)×2n =n ·2n . 因为S n -2a n =n ·2n -(n +1)2n =-2n <0, ∴S n <2a n .训练2(2022·广州模拟)在各项均为正数的等比数列{a n }中,a 1=2,-a n +1,a n ,a n +2成等差数列.等差数列{b n }满足b 1=a 2+1,2b 5-3b 2=a 3-3. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1(2n +1)b n 的前n 项和为T n ,证明:T n <16.(1)解 设等比数列{a n }的公比为q (q >0), 因为-a n +1,a n ,a n +2成等差数列, 所以2a n =a n +2-a n +1, 所以2a n =a n ·q 2-a n ·q . 因为a n >0,所以q 2-q -2=0, 解得q =2或q =-1(舍去), 又a 1=2,所以a n =2n (n ∈N *). 设等差数列{b n }的公差为d , 由题意,得b 1=a 2+1=5, 由2b 5-3b 2=a 3-3=5,得2(b 1+4d )-3(b 1+d )=-b 1+5d =-5+5d =5,解得d =2, 所以b n =b 1+(n -1)d =5+2(n -1)=2n +3(n ∈N *).(2)证明1(2n +1)b n =1(2n +1)(2n +3)=12⎝⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3, 则T n =12⎣⎢⎡⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17⎦⎥⎤+…+⎝⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫13-12n +3=16-12(2n +3).因为n ∈N *,所以12(2n +3)>0,所以T n <16.类型三 对通项公式放缩后求和在解决与数列的和有关的不等式证明问题时,若不易求和,可根据项的结构特征进行放缩,转化为易求和数列来证明.例3(2022·济南模拟)在数列{a n }中,a 1=2,2na n +1=(n +1)·a n (n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a 2n16n 2-a 2n ,若数列{b n }的前n 项和是T n ,求证:T n <12.(1)解 由题知2na n +1=(n +1)a n , 所以a n +1n +1=12×a n n ,a 11=2, 故数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n n 是首项为2,公比为12的等比数列,所以a n n =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=22-n ,所以a n=n·22-n(n∈N*).(2)证明由(1)可知a n=n·22-n,所以b n=a2n16n2-a2n=14n-1=12n+1×12n-1,根据指数增长的特征知,对任意n∈N*,2n≥2n恒成立,所以22n≥(2n)2,即4n≥4n2.所以14n-1≤14n2-1=12⎝⎛⎭⎪⎫12n-1-12n+1,所以b n≤12⎝⎛⎭⎪⎫12n-1-12n+1,所以数列{b n}的前n项和T n ≤12⎝⎛⎭⎪⎫1-13+13-15+…+12n-1-12n+1=12⎝⎛⎭⎪⎫1-12n+1<12.训练3 已知数列{a n}的前n项和为S n,3a n=2S n+2n(n∈N*). (1)证明:数列{a n+1}为等比数列,并求数列{a n}的前n项和S n,(2)设b n=log3(a n+1+1),证明:1b21+1b22+…+1b2n<1.证明(1)∵3a n=2S n+2n,n∈N*,∴当n=1时,3a1=2S1+2,解得a1=2;当n≥2时,3a n-1=2S n-1+2(n-1),两式相减得a n=3a n-1+2,∴a n+1=3(a n-1+1),即an+1an-1+1=3,a1+1=3,∴数列{a n+1}是以3为首项,3为公比的等比数列,∴a n+1=3n,则a n=3n-1,∴S n=3+32+…+3n-n=3(1-3n)1-3-n=3n+12-n-32.(2)b n=log3(a n+1+1)=log33n+1=n+1,∵1b2n=1(n+1)2<1n(n+1)=1n-1n+1,∴1b21+1b22+…+1b2n<⎝⎛⎭⎪⎫1-12+⎝⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎪⎫1n-1n+1=1-1n+1<1.类型四求和后利用函数的单调性证明数列不等式若所证的数列不等式中有等号,常考虑利用数列的单调性来证明. 例4 已知数列{a n}的前n项和为S n,且满足2a n-S n=1(n∈N*).(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=an+1(a n+1-1)(a n+2-1),数列{b n}的前n项和为T n,求证:23≤T n<1.(1)解已知2a n-S n=1,令n=1,解得a1=1,当n≥2时,2a n-1-S n-1=1(n∈N*),两式相减得a n=2a n-1,∴数列{a n}是以1为首项,2为公比的等比数列,所以a n=2n-1(n∈N*).(2)证明由(1)可得b n =an+1(a n+1-1)(a n+2-1)=2n(2n-1)(2n+1-1)=12n-1-12n+1-1,∴T n =b 1+b 2+…+b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-122-1+⎝ ⎛⎭⎪⎫122-1-123-1+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1-1=1-12n +1-1. ∵⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1-12n +1-1是单调递增的数列, ∴1-12n +1-1∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,1.∴23≤T n <1. 训练4 已知等差数列{a n }的公差d ≠0,a 1=25,且a 1,a 11,a 13成等比数列. (1)求使不等式a n ≥0成立的最大自然数n ;(2)记数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n a n +1的前n 项和为T n ,求证:-1325≤T n ≤1225.(1)解 由题意,可知a 211=a 1·a 13, 即(a 1+10d )2=a 1·(a 1+12d ), ∴d (2a 1+25d )=0. 又a 1=25,d ≠0,∴d =-2,∴a n =-2n +27, ∴-2n +27≥0,∴n ≤13.5, 故满足题意的最大自然数为n =13. (2)证明1a n a n +1=1(-2n +27)(-2n +25)=-12⎝⎛⎭⎪⎫1-2n +27-1-2n +25, ∴T n =1a 1a 2+1a 2a 3+1a 3a 4+…+1a n a n +1=-12⎣⎢⎡⎝ ⎛⎭⎪⎫125-123+⎝ ⎛⎭⎪⎫123-121+…⎦⎥⎤+⎝⎛⎭⎪⎫1-2n +27-1-2n +25 =-12⎝ ⎛⎭⎪⎫125-1-2n +25 =-150+150-4n .从而当n ≤12时,T n =-150+150-4n单调递增,且T n >0; 当n ≥13时,T n =-150+150-4n单调递增,且T n <0, ∴T 13≤T n ≤T 12,由T 12=1225,T 13=-1325,∴-1325≤T n ≤1225.一、基本技能练1.已知数列{a n }是等差数列,且a 2=3,a 4=7,数列{b n }的前n 项和为S n ,且S n =1-12b n (n ∈N *).(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)记c n =a n b n ,数列{c n }的前n 项和为T n ,求证:T n <2. (1)解 因为数列{a n }是等差数列,a 2=3,a 4=7, 设数列{a n } 的公差为d , 则⎩⎨⎧a 1+d =3,a 1+3d =7,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2.所以a n =a 1+(n -1)d =1+2(n -1)=2n -1(n ∈N *).对于数列{b n },S n =1-12b n (n ∈N *),当n =1时,b 1=1-12b 1,解得b 1=23;当n ≥2时,b n =S n -S n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12b n -⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12b n -1,整理得b n =13b n -1,所以数列{b n }是首项为23,公比为13的等比数列,所以b n =23×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1=23n (n ∈N *). (2)证明 由题意得c n =a n b n =2(2n -1)3n =4n -23n , 所以数列{c n }的前n 项和T n =23+632+1033+…+4(n -1)-23n -1+4n -23n ,则3T n =2+63+1032+…+4n -23n -1,两式相减可得2T n =2+43+432+…+43n -1-4n -23n =2+4×13⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n -11-13-4n -23n=4-4n +43n ,所以T n =2-2n +23n .所以T n <2.2.(2022·石家庄模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=3,a 2=4,S n +1+2S n -1=3S n -2(n ≥2).(1)证明:数列{a n-2}是等比数列,并求数列{a n}的通项公式;(2)记b n=2n-1anan+1,数列{b n}的前n项和为T n,证明:112≤T n<13.证明(1)当n≥2时,由S n+1+2S n-1=3S n-2可变形为S n+1-S n=2(S n-S n-1)-2,即a n+1=2a n-2,即a n+1-2=2(a n-2),所以an+1-2an-2=2(n≥2),又因为a1=3,a2=4,可得a1-2=1,a2-2=2,所以a2-2a1-2=2,所以数列{a n-2}是以1为首项,2为公比的等比数列,所以a n-2=2n-1,所以数列{a n}的通项公式为a n=2+2n-1(n∈N*).(2)由a n=2+2n-1,可得b n=2n-1anan+1=2n-1(2+2n-1)(2+2n)=12+2n-1-12+2n,所以T n=b1+b2+b3+…+b n=13-14+14-16+16-110+…+12+2n-1-12+2n=13-12+2n,因为12+2n>0,所以13-12+2n<13,即T n<13,又因为f(n)=13-12+2n,n∈N*,单调递增,所以T n≥b1=1(2+1)(2+2)=112,所以112≤T n <13.3.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+n 2.(1)求{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足对任意的正整数n ,b 1a 1·b 2a 2·b 3a 3·…·b n a n=(n +1)2恒成立,求证:b n ≥4.(1)解 因为S n =n 2+n 2,所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+n 2-(n -1)2+(n -1)2=n ,当n =1时,a 1=S 1=1满足a n =n , 所以{a n }的通项公式为a n =n (n ∈N *). (2)证明 因为b 1a 1·b 2a 2·b 3a 3·…·b n a n=(n +1)2,所以当n ≥2时,b 1a 1·b 2a 2·b 3a 3·…·b n -1a n -1=n 2, 所以b n a n =(n +1)2n 2(n ≥2),又n =1时,b 1a 1=22=4,满足b n a n =(n +1)2n 2,所以对任意正整数n ,b n a n =(n +1)2n 2,由(1)得,a n =n , 所以b n =(n +1)2n=n 2+2n +1n=n +1n+2≥2n ·1n+2=4, 当且仅当n =1时,等号成立. 二、创新拓展练4.(2022·湖州质检)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2,4S n =a n a n +1(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a 2n 的前n 项和为T n ,求证:n4n +4<T n <12. (1)解∵4S n =a n a n +1,n ∈N *, ∴4a 1=a 1·a 2,又a 1=2, ∴a 2=4,当n ≥2时,4S n -1=a n -1a n ,得4a n =a n a n +1-a n -1a n . 由题意知a n ≠0,∴a n +1-a n -1=4,∴数列{a n }的奇数项与偶数项分别为等差数列,公差都为4, ∴a 2k -1=2+4(k -1)=2(2k -1),a 2k =4+4(k -1)=2·2k ,∴该数列是等差数列,首项为2,公差为2. 综上可知,a n =2n ,n ∈N *.(2)证明∵1a 2n =14n 2>14n (n +1)=14⎝⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, ∴T n =1a 21+1a 22+…+1a 2n >14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1 =14⎝⎛⎭⎪⎫1-1n +1=n4n +4.又∵1a 2n =14n 2<14n 2-1=1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1. ∴T n =1a 21+1a 22+…+1a 2n<12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+13-15+…+12n -1-12n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1<12.即得n4n +4<T n <12.。

高中数学数列与不等式综合题放缩法技巧

高中数学数列与不等式综合题放缩法技巧

数列型不等式放缩技巧主要有以下几种: 一、裂项放缩 例1.(1)求∑=-nk k12142的值; (2)求证:35112<∑=nk k. 解析:(1)因为121121)12)(12(21422+--=+-=-n n n n n ,所以122121114212+=+-=-∑=n n n k n k (2)因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-=-<12112121444111222n n n n n ,所以35321121121513121112=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛+--++-+<∑=n n k nk 奇巧积累:(1)⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-<=1211212144441222n n n n n (2))1(1)1(1)1()1(21211+--=-+=+n n n n n n n C C n n (3))2(111)1(1!11)!(!!11≥--=-<<⋅-=⋅=+r r r r r r n r n r n nC Tr rrn r (4)25)1(123112111)11(<-++⨯+⨯++<+n n n n (5)nn nn 21121)12(21--=- (6)n n n -+<+221(7))1(21)1(2--<<-+n n n n n (8) nn n n n n n 2)32(12)12(1213211221⋅+-⋅+=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+- (9)⎪⎭⎫ ⎝⎛++-+=+++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=-+k n n k k n n n k k n k n k 11111)1(1,11111)1(1 (10) !)1(1!1!)1(+-=+n n n n (11)21212121222)1212(21-++=-++=--+<n n n n n n n(11))2(121121)12)(12(2)22)(12(2)12)(12(2)12(21112≥---=--=--<--=----n n n n n n n n n n n n n n(12) 111)1(1)1(1)1)(1(11123--+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+-<⋅=n n n n n n n n n nn n 11112111111+--<-++⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=n n n n n n n (13) 3212132122)12(332)13(2221nn n n n n n n n <-⇒>-⇒>-⇒>⋅-=⋅=+(14) !)2(1!)1(1)!2()!1(!2+-+=+++++k k k k k k (15) )2(1)1(1≥--<+n n n n n (15) 111)11)((1122222222<++++=+++--=-+-+j i j i j i j i j i j i j i例2.(1)求证:)2()12(2167)12(151311222≥-->-++++n n n (2)求证:n n 412141361161412-<++++ (3)求证:1122642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n nn (4) 求证:)112(2131211)11(2-+<++++<-+n nn解析:(1)因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+->-12112121)12)(12(1)12(12n n n n n ,所以 )12131(211)12131(211)12(112--+>+-+>-∑=n n i ni(2))111(41)1211(414136116141222nn n -+<+++=++++(3)先运用分式放缩法证明出1212642)12(531+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅n n n ,再结合nn n -+<+221进行裂项,最后就可以得到答案(4)首先nn n n n ++=-+>12)1(21,所以容易经过裂项得到n n 131211)11(2++++<-+ ,再证21212121222)1212(21-++=-++=--+<n n n n n n n而由均值不等式知道这是显然成立的,所以)112(2131211-+<++++n n例3.求证:35191411)12)(1(62<++++≤++n n n n解析:一方面:因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-=-<12112121444111222n n n n n ,所以35321121121513121112=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛+--++-+<∑=n n knk 另一方面:1111)1(143132111914112+=+-=+++⨯+⨯+>++++n n n n n n 当3≥n 时,)12)(1(61++>+n n n n n ,当1=n 时,2191411)12)(1(6n n n n ++++=++ , 当2=n 时,2191411)12)(1(6nn n n ++++<++ ,所以综上有35191411)12)(1(62<++++≤++n n n n例5.已知m m m m m n S x N m n ++++=->∈+ 321,1,,,求证: 1)1()1(11-+<+<++m n m n S m n .解析:首先可以证明:nx x n +≥+1)1(,∑=++++++++--=-++---+--=nk m m m m m m m m k k n n n n n 111111111])1([01)2()1()1( 所以要证1)1()1(11-+<+<++m n m n S m n只要证:∑∑∑=+++++++++==++-+=-++--+-+=-+<+<--nk m m m m m m m m m nk m nk m m k k n nnn n k m k k111111111111111])1[(2)1()1(1)1()1(])1([故只要证∑∑∑=++==++-+<+<--nk m m nk m n k m m k k k m k k 1111111])1[()1(])1([,即等价于mm m m m k k k m k k-+<+<--+++111)1()1()1(,即等价于11)11(11,)11(11++-<+-+<++m m kk m k k m 而正是成立的,所以原命题成立. 例6.已知n n n a 24-=,n n na a a T +++= 212,求证:23321<++++n T T T T .解析:)21(2)14(3421)21(241)41(4)222(444421321n n nn n n nT -+-=-----=+++-++++=所以123)2(22232234232323422234342)21(2)14(3422111111+⋅-⋅⋅=+⋅-⋅=-+=-+-=-+-=++++++n n nn n n n n n n n n n n n n T ⎪⎭⎫ ⎝⎛---=--⋅⋅=+12112123)12)(122(2231n n n n n 从而231211217131311231321<⎪⎭⎫ ⎝⎛---++-+-=+++++n n nT T T T 例7.已知11=x ,⎩⎨⎧∈=-∈-==),2(1),12(Z k k n n Z k k n n x n,求证:*))(11(21114122454432N n n x x x x x x n n ∈-+>++⋅+⋅+证明:nnnn n n x x n n 222141141)12)(12(11424244122=⋅=>-=+-=+,因为12++<n n n ,所以)1(2122214122n n n n nx x n n -+=++>>+, 所以*))(11(21114122454432N n n x x x x x x n n ∈-+>++⋅+⋅+二、函数放缩例8.求证:)(665333ln 44ln 33ln 22ln *N n n n n n∈+-<++++ .解析:先构造函数有xxx x x 11ln 1ln -≤⇒-≤,从而)313121(1333ln 44ln 33ln 22ln nn n n +++--<++++因为⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+++n n n n 31121219181716151413121313121 6533323279189936365111n n n n n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅++⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛++>---所以6653651333ln 44ln 33ln 22ln +-=--<++++n n n n nn例11.求证:e n <+⋅⋅++)!11()!311)(!211( 和e n <+⋅⋅++)311()8111)(911(2 .解析:构造函数后即可证明例13.证明:)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n 解析:构造函数)1(1)1()1ln()(>+---=x x x x f ,求导,可以得到: 12111)('--=--=x x x x f ,令0)('>x f 有21<<x ,令0)('<x f 有2>x ,所以0)2()(=≤f x f ,所以2)1ln(-≤-x x ,令12+=n x 有,1ln 22-≤n n所以211ln -≤+n n n ,所以)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n三、分式放缩姐妹不等式:)0,0(>>>++>m a b m a m b a b 和)0,0(>>>++<m b a ma mb a b记忆口诀”小者小,大者大”解释:看b ,若b 小,则不等号是小于号,反之.例19. 姐妹不等式:12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n 和121)211()611)(411)(211(+<+---n n也可以表示成为12)12(5312642+>-⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅n n n和1212642)12(531+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅n n n解析: 利用假分数的一个性质)0,0(>>>++>m a b ma mb ab 可得>-⋅⋅122563412n n=+⋅⋅nn 212674523 )12(212654321+⋅-⋅⋅n nn⇒12)122563412(2+>-⋅⋅n n n 即.12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n 例20.证明:.13)2311()711)(411)(11(3+>-++++n n 解析: 运用两次次分式放缩:1338956.232313784512-⋅⋅⋅⋅>--⋅⋅⋅⋅n n n n (加1)nn n n 31391067.342313784512+⋅⋅⋅⋅>--⋅⋅⋅⋅ (加2)相乘,可以得到:)13(1323875421131381057.2423137845122+⋅--⋅⋅⋅⋅=-+⋅⋅⋅⋅>⎪⎭⎫ ⎝⎛--⋅⋅⋅⋅n n n n n n n 所以有.13)2311()711)(411)(11(3+>-++++n n四、分类放缩例21.求证:212131211nn>-++++ 解析: +++++++++>-++++ )21212121()4141(211121312113333n2)211(221)212121(n n nn n n n >-+=-+++ 六、借助数列递推关系例27.求证:1222642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n nn解析: 设n n a n 2642)12(531⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅= 则nn n n n a na a n a n n a +=+⇒++=++2)1(2)1(21211,从而n n n na a n a 2)1(21-+=+,相加后就可以得到1221)22(1321)1(22)1(21121-+⋅+<-+⋅+<-+=++++n n n n a a n a a a n n ,所以1222642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n n n 例28. 求证:1122642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n nn解析: 设n n a n 2642)12(531⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅= 则111)12(]1)1(2[)1(212+++++=++⇒++=n n n n n a a n a n a n n a ,从而n n n a n a n a )12(]1)1(2[11+-++=++,相加后就可以得到11223121)12(3)12(1121-+<-+⋅+<-+=++++n n n a a n a a a n n 例29. 若1,111+=⋅=+n a a a n n ,求证:)11(211121-+≥+++n a a a n解析:nn n n n n n a a a a a n a a -=⇒+⋅=+=⋅+++++21112112所以就有2122111121121121-+=-≥--++=+++++n a a a a a a a a a a a n n n n n 九、均值不等式放缩例32.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(+=++<+<k k k k k k ,)21(11∑∑==+<<∴nk n nk 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2b a ab +≤,若放成1)1(+<+k k k 则得2)1(2)3)(1()1(21+>++=+<∑=n n n k S nk 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na a n a a a a a a nnnn n n22111111++≤++≤≤++其中,3,2=n 等的各式及其变式公式均可供选用。

高考数学解题方法攻略不等式放缩理

高考数学解题方法攻略不等式放缩理

数列型不等式放缩技巧八法证明数列型不等式,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(+=++<+<k k k k k k Θ,)21(11∑∑==+<<∴nk n nk 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2b a ab +≤,若放成1)1(+<+k k k 则得2)1(2)3)(1()1(21+>++=+<∑=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na a na a a a a a n n n nn n22111111++≤++≤≤++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bxa 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 Λ(02年全国联赛山东预赛题)简析 )2211()()1()0(22114111414)(⨯->++⇒≠•->+-=+=n f f x x f xx x x Λ.2121)21211(41)2211()2211(112-+=+++-=⨯-++⨯-++-n n n n n ΛΛ 例3 已知b a ,为正数,且111=+ba ,试证:对每一个*∈N n ,1222)(+-≥--+n n n n nb a b a .(88年全国联赛题)简析 由111=+b a 得b a ab +=,又42)11)((≥++=++abb a b a b a ,故4≥+=b a ab ,而nn 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nn n b a b a n f --+=)()(,则)(n f =1111----++++n n n r r n r n n n ab C b a C b a C ΛΛ,因为in ni n C C -=,倒序相加得)(2n f =)()()(111111b 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1211112422+------=⋅≥≥+==+==+n nnn n n rn r r rn n n b a b aabba b aabb aΛΛ,则)(2n f =))(22())((11r 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(221321N n n n C C C C n n nn n n ∈>⋅>++++-Λ.简析 不等式左边=++++nn n n n C C C C Λ32112222112-++++=-n n Λn n n 122221-⋅⋅⋅⋅⋅>Λ=212-⋅n n ,原结论成立.2.利用有用结论例5 求证.12)1211()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 ma mb ab 可得>-⋅⋅122563412n n Λ=+⋅⋅n n 212674523Λ)12(212654321+⋅-⋅⋅n nn Λ ⇒12)122563412(2+>-⋅⋅n n n Λ即.12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n Λ法 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121,2-==k x n )得 =-+∏⇒-+>-+=)1211(121212111k k k k n k .1212121+=-+∏=n k k n k注:例5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。

【精品】高考数学不等式放缩大全

【精品】高考数学不等式放缩大全

【精品】高考数学不等式放缩大全高考数学中,不等式是一个重要的考点,也是考生容易出错的地方。

在解不等式的过程中,我们经常需要进行放缩,以便更好地求解不等式。

下面是一些高考数学中常用的不等式放缩方法。

1. 加减法放缩:当需要对一个不等式进行放缩时,可以通过加减法来实现。

例如,对于不等式a < b,可以加上一个正数c,得到a + c < b + c;或者减去一个正数d,得到a - d < b - d。

通过加减法放缩,可以改变不等式的形式,使其更容易求解。

2. 乘除法放缩:当需要对一个不等式进行放缩时,可以通过乘除法来实现。

例如,对于不等式a < b,可以乘以一个正数c,得到ac < bc;或者除以一个正数d,得到a/d <b/d。

通过乘除法放缩,可以改变不等式的形式,使其更容易求解。

3. 平方放缩:当需要对一个不等式进行放缩时,可以通过平方来实现。

例如,对于不等式a < b,可以平方两边得到a^2 < b^2。

通过平方放缩,可以将不等式中的平方项转化为一次项,使其更容易求解。

4. 开平方放缩:当需要对一个不等式进行放缩时,可以通过开平方来实现。

例如,对于不等式a < b,可以开平方两边得到√a < √b。

通过开平方放缩,可以将不等式中的开方项转化为一次项,使其更容易求解。

5. 反向不等式放缩:当需要对一个不等式进行放缩时,可以通过反向不等式来实现。

例如,对于不等式a < b,可以将其改写为-b < -a。

通过反向不等式放缩,可以改变不等式的形式,使其更容易求解。

6. 绝对值不等式放缩:当需要对一个绝对值不等式进行放缩时,可以通过绝对值的性质来实现。

例如,对于绝对值不等式|a| < b,可以将其改写为-b < a < b。

通过绝对值不等式放缩,可以将不等式中的绝对值项转化为一次项,使其更容易求解。

不等式的放缩技巧

不等式的放缩技巧

数列型不等式放缩技巧八法证明数列型不等式,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(+=++<+<k k k k k k Θ,)21(11∑∑==+<<∴nk n nk 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2b a ab +≤,若放成1)1(+<+k k k 则得2)1(2)3)(1()1(21+>++=+<∑=n n n k S nk 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na a n a a a a a a nn nnn n22111111++≤++≤≤++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 Λ(02年全国联赛山东预赛题)简析 )2211()()1()0(22114111414)(⨯->++⇒≠•->+-=+=n f f x x f xx x x Λ .2121)21211(41)2211()2211(112-+=+++-=⨯-++⨯-++-n n n n n ΛΛ例3 已知b a ,为正数,且111=+ba ,试证:对每一个*∈N n ,1222)(+-≥--+n n n n nb a b a .(88年全国联赛题)简析 由111=+b a 得b a ab +=,又42)11)((≥++=++abb a b a b a ,故4≥+=b a ab ,而n n n r r n r n n n n nn 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 =1111----++++n n n r r n r n n n ab C b a C b aC ΛΛ,因为in n i n C C -=,倒序相加得)(2n f =)()()(111111b 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1211112422+------=⋅≥≥+==+==+n nnn n n r n r r r n n n b a b a ab b a b a ab b aΛΛ,则)(2n f =))(22())((11r 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(221321N n n n C C C C n n nnnn∈>⋅>++++-Λ.简析 不等式左边=++++nn n n n C C C C Λ32112222112-++++=-n n Λn n n 122221-⋅⋅⋅⋅⋅>Λ=212-⋅n n ,原结论成立.2.利用有用结论例5 求证.12)1211()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 ma mb ab 可得>-⋅⋅122563412n n Λ=+⋅⋅n n 212674523Λ)12(212654321+⋅-⋅⋅n nn Λ ⇒12)122563412(2+>-⋅⋅n n n Λ即.12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n Λ法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121,2-==k x n )得 =-+∏⇒-+>-+=)1211(121212111k k k k n k .1212121+=-+∏=n k k n k注:例5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。

高考数学之不等式(放缩大仙--整理...)

高考数学之不等式(放缩大仙--整理...)
k =1 k =1 n m +1 n n
n
n
故只要证
∑ [k
k =1
− (k − 1) m +1 ] < ( m + 1)∑ k m <
k =1
∑[(k + 1)
k =1
m +1
− k m +1 ] ,即等价于
,
k m +1 − (k − 1) m+1 < (m + 1)k m < (k + 1) m+1 − k m ,即等价于 1 + m + 1 < (1 + 1 )m +1 ,1 − m + 1 < (1 − 1 )m +1 k k k k
(9)
1 1 1⎞ 1 1 1 ⎛1 1 ⎛ ⎞ =⎜ + ⎟ , = ⎜ − ⎟ k (n + 1 − k ) ⎝ n + 1 − k k ⎠ n + 1 n (n + 1 + k ) k + 1 ⎝ n n + 1 + k ⎠
n 1 1 = − (n + 1) ! n ! (n + 1) !
(10)
=
1 1 1 1 从而 T + T + T + ⋯ + T = 3 ⎛ − ⎜1 − + − + ⋯ + n 1 2 3 n 2⎝ 3 3 7 2 −1
1 ⎞ 3 ⎟< 2 n +1 − 1 ⎠ 2
例 7.已知 x1 = 1 , x = ⎧n(n = 2k − 1, k ∈ Z ) ,求证: ⎨ n
n 1 1 1 1 ⎞ 2 5 1 1 4 1 ⎞ ,所以 ∑ 1 < 1 + 2⎛ ⎛ 1 − ⎜ − +⋯+ ⎟ < 1+ = 2 < = = 2 − ⎜ ⎟ k 3 5 2 n − 1 2 n + 1 3 3 2 2 ⎝ ⎠ k = 1 1 4n − 1 n ⎝ 2n − 1 2n + 1 ⎠ n2 − 4

高考数学放缩法技巧全总结(非常精辟-尖子生解决高考数学最后一题之瓶颈之精华!!)

高考数学放缩法技巧全总结(非常精辟-尖子生解决高考数学最后一题之瓶颈之精华!!)

3n
1 1(
1
23
1 3n )
因为 1 1
23
1 11
3n
23
11 1111 45 6789
1
1
1
2n 2 n 1
3n
5 33 6 69
99 18 27
3n 1
3n 1
5n
2 3n 1 3 n
6
所以 ln 2 ln 3 ln 4 2 34
ln 3n
n
3
3n
5n 1
3n
5n 6
6
6
例 9.求证 :(1)
4 n (21 22
2n ) 4(1 4 n ) 2(1 2 n ) 4 ( 4n 1) 2 (1 2 n )
14
12
3
所以
Tn
2n
4 (4n 1) 2 (1 2n ) 3
2n
4n 1
4 2
2n 1
33
2n 4n 1 2
33
2n 1
3 2n 4 n 1 3 2n 1 2
3
2n
2 2 ( 2n ) 2 3 2 n 1
1 4 x 4 x5
1 4 x2 nx2 n 1
2 ( n 1 1)(n N *)
二、函数放缩
例 8.求证: ln 2 ln 3 ln 4 2 34
ln 3n
3n
5n
6 (n
N*) .
3n
6
解析 :先构造函数有 ln x x 1 ln x 1 1 , 从而 ln 2 ln 3 ln 4
x
x
23 4
ln 3n 3n
21 2n 1
1 ,所以 n 1
2n 1

不等式放缩的万能解法

不等式放缩的万能解法

不等式放缩的万能解法不等式放缩是一种重要的不等式技巧,可以用来化简和证明复杂的不等式问题。

不等式放缩法可以分为取平均数和加均值不等式两种方法。

下面详细介绍这两种方法。

一、取平均数法取平均数法是不等式放缩中常用的一种方法。

它的基本思想是用不等式两边的平均数代替两个数,从而使不等式更易于处理。

下面描述取平均数法的运用步骤:1.将不等式中的变量全部提到一边,令不等式右边为0,即将不等式转化为a(x)≥0(其中a(x)是函数表达式)。

2.对a(x)进行适当的平均化处理,将其表示为两个平方数之差或两个次幂之比。

3.应用柯西不等式或均值不等式等不等式,将不等式继续简化。

4.进一步处理化简后的不等式,尽量将其化为简单明了的形式。

例如,我们要证明:当x>0时,有以下不等式成立:(1+x)ln(1+x) > x1.将不等式转化为:f(x)=(1+x)ln(1+x)−x>0。

2.考虑将f(x)表示成两个平方数之差,可以作如下变换:f(x)=(x+1)(ln(x+1)−x/(x+1))=(x+1)ln[(x+1)/e^(x/(x+1))]3.令y=(x+1)/e^(x/(x+1)),那么f(x)就可以表示成f(x)=ln(y)(y−e^−x)>0。

4.根据$f(x)=ln(y)(y−e^{-x})>0$,则y>e^x,即(y−e^-x)/y<1。

故有:f(x)=ln(y)(y−e^−x)>ln(y)(1−y/e^x)。

应用柯西不等式,有:f(x)=ln(y)(y−e^−x)>ln[y(1−y/e^x)]4.化简上式,执行以下步骤:f(x)>ln[(1+x)/(1+(1/e^x^))]. 因此,$f(x)>ln[(1+x)/(1+(1/e^x^))]−1/e^x$5.由于ln(x)是一个凸函数,使用函数的凸性可以证明上式成立。

因此,原命题得证。

二、加均值不等式法加均值不等式是不等式放缩中常用的一种方法。

高考数学 压轴题 放缩法技巧全总结(最强大)

高考数学   压轴题   放缩法技巧全总结(最强大)

高考数学压轴题放缩法技巧全总结(最强大)高考数学-压轴题-放缩法技巧全总结(最强大)变焦技术(高考数学备考资料)证明级数不等式由于其思维跨度大、建构性强,充满了思考和挑战。

它可以全面全面地测试学生的潜能和后续学习能力。

因此,它已成为高考最后一道题和各级各类竞赛题命题的优秀材料。

这类问题的解决策略往往是:多角度观察给定序列的通项结构,深入分析其特点,把握其规律,适当放大缩小;主要有以下膨胀和收缩技术:一、裂项放缩例1(1)请问?K1n24k2?124n2?11? n2n值;(2)验证:?1.五2k?1k3解析:(1)因为211,那么n212n 1.2(2n?1)(2n?1)2n?12n?12n?12n?1k?14k?14(2)因为n1111?251?,所以?1?1?2??11????2?2?2???k352n?12n?133??k?114n?1?2n?12n?1?n2?41奇巧积累:(1)1441?? 1.2.2.2.2N4N?1.2n?12n?1.R1r?中国?(2)121112cn?1cn(n?1)n(n?1)n(n?1)n(n?1)(3) t1n!11111 (r?2)rrr!(n?r)!nr!r(r?1)r?1rn(4)(1?1)n?1.1.1.1.氮气?13? 215?n(n?1)21?n?2?nn?2?2n?12n?3?211?n?1(2n?1)?2(2n?3)?2n(5)111? Nnnn2(2?1)2?12(6)21?1(7)2(n?1?n)?1?2(n?n?1)(8)n?n(9)111?111?11,????k(n?1?k)?n?1?kk?n?1n(n?1?k)k?1?nn?1?k?n11??(n?1)!n!(n?1)!(10)(11)1n?2(2n?1?2n?1)?222n?1.2n?1.N211? N22(11)(12)(13)(14)2n?111 (n?2)n2nnnnnnnnnn?1n?1n(2?1)(2?1)(2?1)(2?1)(2?2)(2?1)(2?1)2?12? 11n3?1n?n21111 n(n?1)(n?1)?n(n?1)??n(n?1)?N1.N一1?n?1?n?1?1n?1?2n?n?111N1n?一2n12n?n?32?132n?1?2?2n?(3?1)?2n?3?3(2n?1)?2n?2n?1?k?211??k!?(k?1)!?(k?2)!(k?1) !(k?2)!1.NN1(n?2)n(n?1)(15)22(15)i?1?j?1?i2?j2(i?j)(i2?1?j2?1)i?j?i?ji2?1?j2?1?1例2(1)验证:1?11171? 2.(n?2)2262(2n?1)35(2n?1)(2)验证:1?1.1.1.1.12416364n24n(3)验证:1?1.3.1.3.5.1.3.5.(2n?1)?2n?1.一22?42?4?62?4?62nn(4)求证:2(n?1?1)?1?1?11?2(2n?1?1)23分析:(1)因为111?11?,所以2(2n?1)(2n?1)2?2n?12n?1?(2n?1)?(2i?1)i?1n12111111?1?(?)?1?(?)232n?1232n 1(2)11111(111)1(111)222416364n42n4n(3)首先证明1?3.5.(2n?1)?2.4.6.2n12n?1.重新连接1n?2?n?2?n进行裂项,最后就可以得到答案(4)首先,再次证明1n1n?2(n?1?n)?2n?1?n22,所以容易经过裂项得到2(n?1?1)?1?1?1123n从平均不平等性来看,很明显这是真的,2(2n12n1)2n12n1n211n22所以1?1?11?2(2n?1?1)23n例3.求证:6n1115?1.2.(n?1)(2n?1)49n31?n21??1?2?214n?12n?12n?1?2?n?414解析:一方面:因为,所以kk?1n1211?25? 11? 1.2.1.2n?12n?1.33? 35另一方面:1?1.1.1.1.1.1.249n2?33? 411n1n(n1)n1n1当n?3时,什么时候?2点,总结一下6n111n6n,当n?1时,?12?(n?1)(2n?1)49nn?1(n?1)(2n?1)6n111?12,(n?1)(2n?1)49n,6n1115?12?(n?1)(2n?1)49n3案例4(2022年国家第一卷)集合函数f(x)?十、xlnx。

数学所有不等式放缩技巧及证明方法

数学所有不等式放缩技巧及证明方法

文档收集于互联网,已重新整理排版word 版本可编辑•欢迎下载支持.高考数学所有不等式放缩技巧及证明方法一、裂项放缩畀 2 15例1.⑴求芥门 --------- 7的值; (2)求证:>2 7T V —・A=1 4* — 1Ar = l k3例2・⑴求证:1 +丄+丄+・・・+ —>1-一!一> 2)32 52⑵Li ), 6 2(2n-1)1 1 1 1 114 16 364n 2 2 4n⑶求证丄+12+空+」"•…⑵i2 2-4 2-4-6 2-4-6••…2n例 3•求证: ---- - ---- <i + l +l + ... + -L<-(n +1)( 2/1 + 1)4 9 ir 3例4・(2008年全国一卷)设函数f ⑴二X-H1U.数列仇}满足0<q<l ・% 明:畋+】>b.例 5.已知",加 e 他,兀 > -1,S,” 二 r n + T +3川 + …+ 心求证:/严 < (m +1)5,, <(〃 + 1严 -1例 6.已知® = 4" - T , T n= ------ 二 ----- ,求证:£+◎+◎人 < —.a { + a 2 + ・• • + a n2例7.已知坷=1, £ = < W (mi,"Z),求证:亠*亠+ •..+亠>逅(耐®訓) W - l(n = 2k 、k wZ) 护2 ・x 3 化・x 5.. 4丁 /、 In 2a In 3a In n a hr -n-l例 9.求证——<^—^^>2)例 10.求证:—+ - + ・・・ + —< ln(n + 1) < 1 + —4-・・• +」■2 3 77 + 1 2 n例 11.求证:(1 + \(1 +、•….(1 + ^-Xe 和(1 + ;)(1 + 厶)•….(1 + 点)<辰 2! 3! n\ 9 81 3" 例 12•求证:(1 +1 x 2) • (1 + 2 x 3) ••…[1 + n(n +1)] > 严I12例14.已知4=1。

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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(+=++<+<k k k k k k Θ,)21(11∑∑==+<<∴nk n nk 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2b a ab +≤,若放成1)1(+<+k k k 则得2)1(2)3)(1()1(21+>++=+<∑=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na a na a a a a a n n n nn n22111111++≤++≤≤++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 Λ(02年全国联赛山东预赛题)简析 )2211()()1()0(22114111414)(⨯->++⇒≠•->+-=+=n f f x x f xx x x Λ.2121)21211(41)2211()2211(112-+=+++-=⨯-++⨯-++-n n n n n ΛΛ 例3 已知b a ,为正数,且111=+ba ,试证:对每一个*∈N n ,1222)(+-≥--+n n n n nb a b a .(88年全国联赛题)简析 由111=+b a 得b a ab +=,又42)11)((≥++=++abb a b a b a ,故4≥+=b a ab ,而nn 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nn n b a b a n f --+=)()(,则)(n f =1111----++++n n n r r n r n n n ab C b a C b a C ΛΛ,因为in ni n C C -=,倒序相加得)(2n f =)()()(111111b 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1211112422+------=⋅≥≥+==+==+n nnn n n rn r r rn n n b a b aabba b aabb aΛΛ,则)(2n f =))(22())((11r 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(221321N n n n C C C C n n nnnn∈>⋅>++++-Λ.简析 不等式左边=++++nn n n n C C C C Λ32112222112-++++=-n n Λn n n 122221-⋅⋅⋅⋅⋅>Λ=212-⋅n n ,原结论成立.2.利用有用结论例5 求证.12)1211()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 ma mb ab 可得>-⋅⋅122563412n n Λ=+⋅⋅n n 212674523Λ)12(212654321+⋅-⋅⋅n nn Λ ⇒12)122563412(2+>-⋅⋅n n n Λ即.12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n Λ法 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121,2-==k x n )得 =-+∏⇒-+>-+=)1211(121212111k k k k n k .1212121+=-+∏=n k k n k注:例5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)2311()711)(411)(11(3+>-++++n n Λ(可考虑用贝努利不等式3=n 的特例)例6 已知函数.2,,10,)1(321lg )(≥∈≤<⋅+-++++=*n N n a nn a n x f xx x x 给定Λ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∑∑∑===≤ni ini ini ii bab a 121221])([的简捷证法:⇔>)(2)2(x f x f >⋅+-++++n n a n x x x x 2222)1(321lg Λnn a n xx x x ⋅+-++++)1(321lg2Λ 2])1(321[x x x x n a n ⋅+-++++⇔Λ])1(321[2222x x x x n a n n ⋅+-++++•<Λ而由Cauchy 不等式得2))1(1312111(x x x x n a n ⋅+-⋅++⋅+⋅+⋅Λ •++<)11(22Λ])1(321[22222x x x x n a n ⋅+-++++Λ(0=x 时取等号)≤])1(321[2222x x x x n a n n ⋅+-++++•Λ(10≤<a Θ),得证! 例7 已知112111,(1).2n nna 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 ≈L )(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 )2111ln(ln 21n n n n a 211ln 2+++≤。

于是n n n n n a a 211ln ln 21++≤-+,.22112211)21(111ln ln )211()ln (ln 11211111<--=--+-≤-⇒++≤---=+-=∑∑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(11(11n n a n n a.)1(1))1(11ln()1ln()1ln(1-<-+≤+-++n n n n a a n n 111)1ln()1ln()1(1)]1ln()1ln([212112<-<+-+⇒-<+-+⇒∑∑-=+-=n a a i i a a n n i i i n i ,即.133ln 1)1ln(2e e a a n n <-<⇒+<+例8 已知不等式].[log 2,],[log 211312122n n N n n n >∈>+++*Λ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≥+<n n b ba n (05年湖北卷第(22)题)简析 当2≥n 时na a a n a a n na a n n n n n n n 11111111+=+≥⇒+≤-----,即n a a n n 1111≥--.1)11(212k a a nk 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n13121+++Λ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 21131212n n >+++Λ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9 设nn na )11(+=,求证:数列}{n a 单调递增且.4<n a 解析 引入一个结论:若0>>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 11,111+=++=代入(⊗)式得>+++1)111(n n .)11(n n+ 即}{n a 单调递增。

以nb a 211,1+==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。

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