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摘要:放缩法是不等式证明的一种重要思想. 本文主要讨论了在放缩过程中思路受阻时的四种应对策略:拆分放缩,修正放缩量,进行适度调整;适度限项放缩,纠正偏差;把握整体,进行适度放缩;转化视角,改变途径,进行有效放缩.通过对四种策略的探讨,加深对放缩法的理解,更进一步地掌握放缩法的精髓,提高解决问题的能力.
关键词:放缩;想法;适度
放缩法是不等式证明的一种重要思想,学生解题时,常常因为各种原因导致思路受阻. 在放缩过程中,要么放得过大,要么缩得过小,差之毫厘,谬之千里,如何放缩达到预证目标是问题最大的難点. 探讨采取何种策略、从何处切入、如何进行适度的调整,对于提高学生的解题能力十分重要.本文就此做一些探索.
拆分放缩,修正放缩量,进行适度调整
放缩量的多少直接影响我们能否达到预证目标,因此应如何控制放缩量呢?应该按照一定的规律和需求,调整“间距”,使放缩的量精细化,即将放大过头的量砍去,缩小过多的量补上,把握好火候.
例1 证明不等式<.
想法一怎么放缩?而且放缩后要可以求和.
回到题目中观察,利用<=-,不等式可化为<-+-+…+-=-<.
想法二 思路正确,结果是放得过大了.什么原因?实际上原来的分母(2k+3)2=4k2+12k+9被缩小成(2k+1)(2k+3)=4k2+8k+3,分母缩小太多——分母缩小了4k+6.
想法三 能不能满足既放大、又裂项的要求,而且不能放大得太多?有了!(2k+3)2>(2k+2)(2k+4),这样分母只缩小数量1.
于是<==-,问题得以解决.
适度限项放缩,纠正偏差
若每一项都放大或缩小一点点,累积起来就会放大或缩小很多,这将导致放缩结果出现偏差. 适度减少放缩的项,保留更多的项不被放缩,可以纠正偏差,逐步逼近预证目标.
例2 在数列{an},{bn}中,a1=2,b1=4,且an,bn,an+1成等差数列,bn,an+1,bn+1成等比数列(n∈N*).
(Ⅰ)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜测{an},{bn}的通项公式,并证明你的结论;
(Ⅱ)证明:++…+<.
第1题解答过程略,得到a=n(n+1),bn=(n+1)2,下面证明第2题.
想法一 如果
===2-,那么,裂项成功,但不能相消.因为裂出来是2-+-+-+…+-,此时分母间隔1,不行;若间隔等于2,则可以相消.
想法二
==<=-. 此时,左边为-+-+…+-<,放过头了. 有没有调整的办法?有!放大的过程往后移一点.越是前面的项,放大时增大得越多. 原来的第一项从放大后成为. 鉴于这个道理,调整的办法可以从第二项开始放.于是 +-+-+…+-=+-<+=.
启示 从方法上来说,放缩过头可以进行如下调整:一,使分母不要放得太过;二,放的过程适当后移. 于是想法就产生了——过头是可以调整的.
把握整体,进行适度放缩
整体放缩,不仅能减少放缩的项数,还可以有效地调整放缩量的精确度,减少误差. 因此放缩的过程中要有强烈的目标意识和方向意识,围绕目标进行聚焦式尝试.
例3 已知{an},an≥0,a1=0,a+an+1-1=a(n∈N*). 记
Sn=a1+a2+…+an,Tn=++…+. 求证:当n∈N*时,(Ⅰ)ann-2;(Ⅲ)Tn<3.
第1、2小题略. 由(Ⅰ)得到数列是单调递增的. 下证第3小题.
想法 该怎么放缩?运用等差、等比、裂项、错位、倒序等方法中的哪一个进行求和?注意到分母的项数一点点多起来,且每一个括号内的数值一点点大起来,故可以运用等比数列进行放缩:
1+++…+<1+++…+==<==<3.
转化视角,改变途径,进行有效放缩
有时放缩很难控制,思维容易陷入困境,此时不妨审时度势,转化视角,变换思维的角度,改变放缩的途径和手段,利用数列的单调性等方法进行放缩,往往能收到柳暗花明之奇效.
例4 在数列{an}中,a1=6,an+1=an+1,在数列{bn}中,点(n,bn)在过点A(0,1)的直线l上,若l上两点B,C满足=(1,2).
(Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅱ)对任意正整数n,不等式-≤0恒成立,求正数a的取值范围.
想法第1小题解答过程略,得到an=n+5,bn=2n+1;以下对第2小题进行求解.
对已知不等式变形得到a≤,要使不等式恒成立,只需要a小于等于的最小值.
设g(n)=,由于=>1,故{g(n)}单调递增,则g(n)min=g(1)=,所以a∈0,.
启示 如果只有方法的话,学生只会对号入座.对得上号的会做;对不上号的就不会做. 于是在很多情况下,学生听得懂,做不来. 这需要教师认真剖析问题的根源在哪里,思考应如何解决. 只有让学生学会自己抓住问题的本质,找准问题的切入点,在整体的高度上审时度势,围绕目标进行积极的探索尝试,深度思考构建,学生的解题能力才能得到有效地提高.
关键词:放缩;想法;适度
放缩法是不等式证明的一种重要思想,学生解题时,常常因为各种原因导致思路受阻. 在放缩过程中,要么放得过大,要么缩得过小,差之毫厘,谬之千里,如何放缩达到预证目标是问题最大的難点. 探讨采取何种策略、从何处切入、如何进行适度的调整,对于提高学生的解题能力十分重要.本文就此做一些探索.
拆分放缩,修正放缩量,进行适度调整
放缩量的多少直接影响我们能否达到预证目标,因此应如何控制放缩量呢?应该按照一定的规律和需求,调整“间距”,使放缩的量精细化,即将放大过头的量砍去,缩小过多的量补上,把握好火候.
例1 证明不等式<.
想法一怎么放缩?而且放缩后要可以求和.
回到题目中观察,利用<=-,不等式可化为<-+-+…+-=-<.
想法二 思路正确,结果是放得过大了.什么原因?实际上原来的分母(2k+3)2=4k2+12k+9被缩小成(2k+1)(2k+3)=4k2+8k+3,分母缩小太多——分母缩小了4k+6.
想法三 能不能满足既放大、又裂项的要求,而且不能放大得太多?有了!(2k+3)2>(2k+2)(2k+4),这样分母只缩小数量1.
于是<==-,问题得以解决.
适度限项放缩,纠正偏差
若每一项都放大或缩小一点点,累积起来就会放大或缩小很多,这将导致放缩结果出现偏差. 适度减少放缩的项,保留更多的项不被放缩,可以纠正偏差,逐步逼近预证目标.
例2 在数列{an},{bn}中,a1=2,b1=4,且an,bn,an+1成等差数列,bn,an+1,bn+1成等比数列(n∈N*).
(Ⅰ)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜测{an},{bn}的通项公式,并证明你的结论;
(Ⅱ)证明:++…+<.
第1题解答过程略,得到a=n(n+1),bn=(n+1)2,下面证明第2题.
想法一 如果
===2-,那么,裂项成功,但不能相消.因为裂出来是2-+-+-+…+-,此时分母间隔1,不行;若间隔等于2,则可以相消.
想法二
==<=-. 此时,左边为-+-+…+-<,放过头了. 有没有调整的办法?有!放大的过程往后移一点.越是前面的项,放大时增大得越多. 原来的第一项从放大后成为. 鉴于这个道理,调整的办法可以从第二项开始放.于是 +-+-+…+-=+-<+=.
启示 从方法上来说,放缩过头可以进行如下调整:一,使分母不要放得太过;二,放的过程适当后移. 于是想法就产生了——过头是可以调整的.
把握整体,进行适度放缩
整体放缩,不仅能减少放缩的项数,还可以有效地调整放缩量的精确度,减少误差. 因此放缩的过程中要有强烈的目标意识和方向意识,围绕目标进行聚焦式尝试.
例3 已知{an},an≥0,a1=0,a+an+1-1=a(n∈N*). 记
Sn=a1+a2+…+an,Tn=++…+. 求证:当n∈N*时,(Ⅰ)an
第1、2小题略. 由(Ⅰ)得到数列是单调递增的. 下证第3小题.
想法 该怎么放缩?运用等差、等比、裂项、错位、倒序等方法中的哪一个进行求和?注意到分母的项数一点点多起来,且每一个括号内的数值一点点大起来,故可以运用等比数列进行放缩:
1+++…+<1+++…+==<==<3.
转化视角,改变途径,进行有效放缩
有时放缩很难控制,思维容易陷入困境,此时不妨审时度势,转化视角,变换思维的角度,改变放缩的途径和手段,利用数列的单调性等方法进行放缩,往往能收到柳暗花明之奇效.
例4 在数列{an}中,a1=6,an+1=an+1,在数列{bn}中,点(n,bn)在过点A(0,1)的直线l上,若l上两点B,C满足=(1,2).
(Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅱ)对任意正整数n,不等式-≤0恒成立,求正数a的取值范围.
想法第1小题解答过程略,得到an=n+5,bn=2n+1;以下对第2小题进行求解.
对已知不等式变形得到a≤,要使不等式恒成立,只需要a小于等于的最小值.
设g(n)=,由于=>1,故{g(n)}单调递增,则g(n)min=g(1)=,所以a∈0,.
启示 如果只有方法的话,学生只会对号入座.对得上号的会做;对不上号的就不会做. 于是在很多情况下,学生听得懂,做不来. 这需要教师认真剖析问题的根源在哪里,思考应如何解决. 只有让学生学会自己抓住问题的本质,找准问题的切入点,在整体的高度上审时度势,围绕目标进行积极的探索尝试,深度思考构建,学生的解题能力才能得到有效地提高.