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利用放缩法证明数列型不等式
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
例1、若是自然数,求证
证明:
=
=
例2..数列,,其前项和为,求证:
解:
令,的前项和为
当时,
例3、设数列的前项和为.已知,,.
(1) 求数列的通项公式;
(2) 证明:对一切正整数,有
解 (1) 当时,,
两式相减得
整理得,即,又
故数列是首项为,公差为的等差数列,所以,所以.
(2) 当时,;当时,;
当时,
此时
综上,对一切正整数,有.
2.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4、求证:
证明:由(是大于2的自然数)
得
例5. 满足:, ,,求证:
解:
又
,
迭乘得:
例6 .设数列的前项和为,满足,,且、、成等差数列.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)求数列的通项公式;
(Ⅲ)证明:对一切正整数,有.
解析:(Ⅰ)由,解得.
(Ⅱ)由可得(),两式相减,可得,即,即,所以数列()是一个以为首项,3为公比的等比数列.由可得,,所以,即(),当时,,也满足该式子,所以数列的通项公式是.
(Ⅲ)因为,所以,所以,于是.
例7..设数列{}满足
(1) 求{}的通项公式;
(2) 若
求证:数列{}的前n项和
分析:(1)此时我们不妨设
即与已知条件式比较系数得
又是首项为2,公比为2的等比数列。.
(3) 由(1)知. 当时,
当n=1时,=1也适合上式,所以,故
方法一:,(这步难度较大,也较关键,后一式缩至常数不易想到.必须要有执果索因的分析才可推测出.)、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、.
方法二 :在数列中,简单尝试的方法也相当重要.很多学生做此题时想用裂项相消法但是发现此种处理达不到目的.但是当n3时,我们看:
易验证当n=1,2时 . 综上
二、放缩法的注意问题以及解题策略
1、明确放缩的方向:即是放大还是缩小,看证明的结论,是小于某项,则放大,是大于某个项,则缩小。
2、放缩的项数:有时从第一项开始,有时从第三项,有时第三项,等等,即不一定是对全部项进行放缩。
3、放缩法的常见技巧及常见的放缩式:
(1)根式的放缩:;
(2)在分式中放大或缩小分子或分母:;
真分数分子分母同时减一个正数,则变大;,;
假分数分子分母同时减一个正数,则变小,如;
(3)应用基本不等式放缩:;
(4)二项式定理放缩:如;
(5)舍掉(或加进)一些项,如:。
4、把握放缩的尺度:如何确定放缩的尺度,不能过当,是应用放缩法证明中最关键、最难把握的问题。这需要勤于观察和思考,抓住欲证命题的特点,只有这样,才能使问题迎刃而解。
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