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摘 要:所谓放缩法就是利用不等式的传递性,对照证题目标进行合情合理的放大和缩小的过程,此法既可以单独用来证明不等式,也可以是其他方法证题时的一个重要步骤. 本文探讨放缩法在解题中的运用策略.
关键词:放缩法;不等式;运用策略
所谓放缩法就是利用不等式的传递性,对照要证题目的目标进行合情合理的放大和缩小的过程,此法既可以单独用来证明不等式,也可以是用其他方法证明问题时的一个重要步骤.下面举例谈谈放缩法在解题中的运用策略.
[?] 通过“初项”、“末项”放缩
例1 设n为大于1的自然数,求证: … >. (2011年江苏模拟题)
证明:(放缩法) … > … =.
点评:对于分母为连续整数的不等式问题需要用到“初项”、“末项”进行放缩.
[?] 通过裂项、拆项放缩
例2 证明: … <1(n∈N ,n≥2).
证明: … < … =1- - - … -=1-<1
点评:对于分母为整数乘积形式的不等式问题需要通过裂项进行放缩.
例3 已知数列{an}的通项公式an=,其前n项和为Sn,求证:Sn>·-,n∈N . (2013年江苏模拟题改编)
证明:因为an=,所以an=>=,所以Sn=a1 a2 … an>[(-1) (-) … (-)]=-,
所以本题得证.
点评:对于部分含根号形式的不等式问题需要通过拆项进行放缩.
[?] 利用函数单调性进行放缩
例4 已知a,b,c是△ABC的三边,求证: >.
证明: > =. 因为f(x)=在(0, ∞)上是增函数,且a b>c,所以f(a b)>f(c),即>,所以 >.
点评:根据此类试题特征,构造特殊的函数,利用其单调性进行放缩求解.
[?] 利用添项或减项进行放缩
例5 设a,b为不相等的两正数,且a3-b3=a2-b2,求证:1 解:由题设得a2 ab b2=a b,于是(a b)2>a2 ab b2. 又a b>0,所以a b>1.
又ab<(a b)2,而(a b)2=a b ab 所以a b<,故1 点评:对于此类试题通过对分式中的分子或分母、不等式的一边进行添项或减项以达到解题目的.
[?] 利用基本不等式进行放缩
例6 已知函数f(x)=x2 lnx,设g(x)=f ′(x).
证明:[g(x)]n-g(xn)≥2n-2(n∈N ). (2013年江苏模拟题改编)
证明:g(x)=f ′(x)=
x2 lnx
′=x ,要证[g(x)]n-g(xn)≥2n-2(n∈N )成立,即要证
x
-
xn
≥2n-2.
当n=1时,不等式成立.
当n≥2时,上式左边=Cxn-1 Cxn-2 … Cx=Cxn-2 Cxn-4 … C=
C
xn-2
C
xn-4
… C
xn-2
≥·2(C C … C)=2n-2.
点评:对
C
xn-2
C
xn-4
… C
xn-2
利用基本不等式进行放缩是解决本题的关键.
[?] 利用题目已知条件进行放缩
例7 已知数列{an}满足a1=2,an 1=a-(n 1),证明:an>n(n≥3). (2013年江苏模拟题改编)
证明:当n=1时,a1=2>1,a2=a-2=22-2=2.
当n=2时,a3=a-3=23-3=5>3,
所以,当n=3时,a3>3成立.
假设n=k时,ak>k成立,
那么,n=k 1时,
ak 1=a-(k 1)>kk 1-(k 1)>k2 1-(k 1)=k2k-(k 1)≥9k-k-1=8k-1.
因为8k-1-(k 1)=7k-2>0,所以8k-1>k 1,所以ak 1>k 1,所以n=k 1时也成立,所以an>n(n≥3).
点评:本题进行了两次放缩,先利用数学归纳法的假设将式子ak 1=a-(k 1)缩小为kk 1-(k 1),第二次利用题目中的条件n≥3进一步将kk 1-(k 1)缩小为9k-k-1,从而证明了本题.
关键词:放缩法;不等式;运用策略
所谓放缩法就是利用不等式的传递性,对照要证题目的目标进行合情合理的放大和缩小的过程,此法既可以单独用来证明不等式,也可以是用其他方法证明问题时的一个重要步骤.下面举例谈谈放缩法在解题中的运用策略.
[?] 通过“初项”、“末项”放缩
例1 设n为大于1的自然数,求证: … >. (2011年江苏模拟题)
证明:(放缩法) … > … =.
点评:对于分母为连续整数的不等式问题需要用到“初项”、“末项”进行放缩.
[?] 通过裂项、拆项放缩
例2 证明: … <1(n∈N ,n≥2).
证明: … < … =1- - - … -=1-<1
点评:对于分母为整数乘积形式的不等式问题需要通过裂项进行放缩.
例3 已知数列{an}的通项公式an=,其前n项和为Sn,求证:Sn>·-,n∈N . (2013年江苏模拟题改编)
证明:因为an=,所以an=>=,所以Sn=a1 a2 … an>[(-1) (-) … (-)]=-,
所以本题得证.
点评:对于部分含根号形式的不等式问题需要通过拆项进行放缩.
[?] 利用函数单调性进行放缩
例4 已知a,b,c是△ABC的三边,求证: >.
证明: > =. 因为f(x)=在(0, ∞)上是增函数,且a b>c,所以f(a b)>f(c),即>,所以 >.
点评:根据此类试题特征,构造特殊的函数,利用其单调性进行放缩求解.
[?] 利用添项或减项进行放缩
例5 设a,b为不相等的两正数,且a3-b3=a2-b2,求证:1 解:由题设得a2 ab b2=a b,于是(a b)2>a2 ab b2. 又a b>0,所以a b>1.
又ab<(a b)2,而(a b)2=a b ab 所以a b<,故1 点评:对于此类试题通过对分式中的分子或分母、不等式的一边进行添项或减项以达到解题目的.
[?] 利用基本不等式进行放缩
例6 已知函数f(x)=x2 lnx,设g(x)=f ′(x).
证明:[g(x)]n-g(xn)≥2n-2(n∈N ). (2013年江苏模拟题改编)
证明:g(x)=f ′(x)=
x2 lnx
′=x ,要证[g(x)]n-g(xn)≥2n-2(n∈N )成立,即要证
x
-
xn
≥2n-2.
当n=1时,不等式成立.
当n≥2时,上式左边=Cxn-1 Cxn-2 … Cx=Cxn-2 Cxn-4 … C=
C
xn-2
C
xn-4
… C
xn-2
≥·2(C C … C)=2n-2.
点评:对
C
xn-2
C
xn-4
… C
xn-2
利用基本不等式进行放缩是解决本题的关键.
[?] 利用题目已知条件进行放缩
例7 已知数列{an}满足a1=2,an 1=a-(n 1),证明:an>n(n≥3). (2013年江苏模拟题改编)
证明:当n=1时,a1=2>1,a2=a-2=22-2=2.
当n=2时,a3=a-3=23-3=5>3,
所以,当n=3时,a3>3成立.
假设n=k时,ak>k成立,
那么,n=k 1时,
ak 1=a-(k 1)>kk 1-(k 1)>k2 1-(k 1)=k2k-(k 1)≥9k-k-1=8k-1.
因为8k-1-(k 1)=7k-2>0,所以8k-1>k 1,所以ak 1>k 1,所以n=k 1时也成立,所以an>n(n≥3).
点评:本题进行了两次放缩,先利用数学归纳法的假设将式子ak 1=a-(k 1)缩小为kk 1-(k 1),第二次利用题目中的条件n≥3进一步将kk 1-(k 1)缩小为9k-k-1,从而证明了本题.