用数学归纳法证明数列不等式

用数学归纳法证明数列不等式（推荐10篇）

用数学归纳法证明数列不等式篇1

① 当n1时，x12，所以2x13.② 假设当nk时结论成立，即2xk3，则当nk1时，由xk1411555xk13，故xk14，得4，即42232xk2*2xk13.由①②知，对一切nN都有2xn3.4xn3xn22xn3(3xn)(xn1)从而xn1xnxn0，故xn1xn.xn2xn2xn2综上，2xnxn13.4x3x35(xn1)（2）解：由（1）知，xn1n，则 xn13n ①，xn11 ②，xn2xn2xn

2①②，得

x311xn131xn3，故数列n是首项为，公比为的等比数列.53xn115xn1x1nn195n11xn311*

因此，(nN).，解得：xnn1351xn135【例2】已知函数f(x)ln(2x)ax在开区间(0，1)内是增函数．

(Ⅰ)求实数a的取值范围；

(Ⅱ)若数列an满a1(0,1),an1ln(2an)an(nN*)，证明：0anan11．(Ⅰ)解：f(x)1a，由于f(x)在(0，1)内是增函数，2x1a0在x∈∴ f(x)0，即 (0，1)时恒成立． 2x1∴ a 恒成立，x2而

－2＜x－2＜－1，11，x22111，即 2x2∴

a1即为所求． ∴ 1(Ⅱ)证明：① 当n=1时，由题设知a1∈(0，1)． ② 假设当n=k时，不等式成立，即ak∈(0，1)，则当n=k+1时，由(Ⅰ)知，f(x)=ln(2－x)+x在(0，1)上是增函数

∴0f(0)ln(20)0ak1ln(2ak)akf(ak)f(1)ln(21)11，即ak+1∈(0，1)，故n=k+1时命题成立.根据① ② 知0＜an＜1，n∈N*．又 ∵ an1anln(2an)ln(21)0，∴ 0anan11．

【例3】已知函数f(x)xsinx,数列{an}满足：0a11,an1f(an),n1,2,3,证明：，13an.6证明：(Ⅰ)先用数学归纳法证明0an1,n1,2,3,(Ⅰ)0an1an1；(Ⅱ)an1① 当n=1时，由已知，结论成立.② 假设当n=k时结论成立，即0ak1，因为0x1时，f(x)1cosx0，所以f(x)在(0，1)上是增函数，又f(x)在[0，1]上连续，从而f(0)f(ak)f(1)，即0ak11sin11，故当n=k+1时，结论成立.由①②可知，0an1对一切正整数都成立.又因为0an1时，an1anansinanansinan0，所以an1an，综上所述0an1an1.(Ⅱ)设函数g(x)sinxx13x,0x1，6由(Ⅰ)可知，当0x1时，sinxx.x2x2x2x22x2sin2()0, 从而g(x)cosx122222所以g(x)在（0，1）上是增函数.又g(0)0，所以当0x1时，g(x)>0成立.13于是g(an)0，即sinananan0，613故an1an．

【例4】已知函数f(x)xln1x,数列an满足0a11, an1fan;数列bn满足b111,bn1(n1)bn, nN*.求证: 22（Ⅰ）0an1an1;

an2;（Ⅱ）an122,则当n≥2时,bnann!.(n!n(n1)（Ⅲ）若a12*解:(Ⅰ)先用数学归纳法证明0an1,nN.（1）当n=1时,由已知得结论成立;

21)（2）假设当n=k时,结论成立,即0ak1.则当n=k+1时,因为00,从而an1.因为0an1,所以gan0,即2211n1b(Ⅲ)因为 b1,bn1(n1)bn,所以bn0,n1 ，222bnbbb21 所以bnnn1 b1nn!

————①bn1bn2b12 an2aaaaa,知:n1n, 所以n=23由(Ⅱ)an12a1a1a2an2因为a1anaa12an122an1 , 22, n≥2, 0an1an1.2a1a2an1a1n2a121a1

所以 an.222222 由①② 两式可知: bnann!.【例5】

设函数f(x)与数列an满足以下关系：

① a1，其中是方程f(x)x的实根； ② an1f(an)；

1).③ f(x)的导数f(x)(0，(Ⅰ)求证：an；

(Ⅱ)判断an与an1的大小关系，并证明你的结论.(Ⅰ)证：① 当n1时，a1，不等式成立.② 假设当nk时不等式成立，即ak，则nk1时，∵f(x)0，则f(x)递增.∴ak1f(ak)f()，即nk1时不等式也成立.由①、②知，an对一切nN都成立.(Ⅱ)解：an1anf(an)an，设F(x)f(x)x，则F(x)f(x)10，∴F(x)递减，而an，∴F(an)F()f()0，即f(an)an0，亦即an1an0，*∴an1an.【例6】（2005江西）已知数列{an}的各项都是正数,且满足:

1an(4an),nN.2（1）证明anan12,nN;a01,an1（2）求数列{an}的通项公式an.解：（1）方法一用数学归纳法证明：

13a0(4a0),∴a0a12，命题正确.222°假设n=k时有ak1ak2.1则nk1时,akak1ak1(4ak1)ak(4ak)

2212(ak1ak)(ak1ak)(ak1ak)

21(ak1ak)(4ak1ak).2而ak1ak0.4ak1ak0,akak10.112又ak1ak(4ak)[4(ak2)]2.22∴nk1时命题正确.由1°、2°知，对一切n∈N时有anan12.1°当n=1时，a01,a1方法二：用数学归纳法证明：

1°当n=1时，a01,a1

2°假设n=k时有ak令f(x)13a0(4a0),∴0a0a12； 22ak2成立，1x(4x)，f(x)在[0，2]上单调递增，所以由假设 2111有：f(ak1)f(ak)f(2),即ak1(4ak1)ak(4ak)2(42)，222也即当n=k+1时

akak12成立，所以由1°、2°知，对一切nN,有akak1

2（2）下面来求数列的通项：an111an(4an)[(an2)24],所以 222(an12)(an2)2

121122112221122n12n令bnan2,则bnbn(b)()b()bn1n2n1222222，2又bn=－1，所以bn()12n11n,即an2bn2()21

【拓展题】

【例】、数列an满足an12a3an，且a11.（1）当1时，求数列an的nan12通项公式；

（2）若不等式an1an对一切nN恒成立，求的取值范围；

（3）当31时，证明：

*11111n.1a11a21an2解：（1）当1时，an12an1an112(an1)an2n1.(an1)21*（2）an1an①，要使an1an对一切nN恒成立，an1(a11)213至少需使a2a10成立3.a112下面先用数归法证明：当3时，an1(略)，再由①知an1an恒成立.所以[3,)为所求.（3）当31时，由(2)知an1，则由

2a(a1)(an1)11an1nn2an12an1

用数学归纳法证明数列不等式篇2

不等式在数学中占有重要地位, 由于其本身的完美性及证明困难性, 使不等式成为各类考试中的热门试题.在初等数学中常用的方法大致有放缩法、代换法、归纳法、反证法等.高等数学不等式的证明方法灵活多样, 以下总结了几种高等数学范围中常见的证明方法, 举例如下:

一、利用函数的单调性证明不等式

例1 证明:当 $0 < x < \frac{π}{2}$ 时, $\tan x > x + \frac{x^{3}}{3} .$

证明令 $f (x) = \tan x - x - \frac{x^{3}}{3}$ , 则f (0) =0,

而f′ (x) =sec2x-1-x2=tan2x-x2= (tanx+x) (tanx-x) .

当 $0 < x < \frac{π}{2}$ 时, tanx+x>0. (1)

令g (x) =tanx-x, g (0) =0,

g′ (x) =sec2x-1, 在 $0 < x < \frac{π}{2}$ 时, g′ (x) >0.

∴g (x) 在 $0 < x < \frac{π}{2}$ 内是增函数.

且g (0) =0, ∴g (x) >0. (2)

由 (1) (2) 可知, 在 $0 < x < \frac{π}{2}$ 内f′ (x) >0.

又 ∵f (0) =0;∴在 $0 < x < \frac{π}{2}$ 内f (x) >0.

即 $\tan x - x - \frac{x^{3}}{3} > 0 \Rightarrow \tan x > x + \frac{x^{3}}{3} .$

二、利用导数证明不等式

例2 设f (x) =a1sinx+a2sin2x+a3sin3x+…+ansinnx, 其中a1, a2, a3, …, an都为实数, n为整数, 已知对于一切实数x, 都有|f (x) |≤|sinx|, 证明:|a1+2a2+…+nan|≤1.

证明 ∵f′ (x) =a1cosx+2a2cos2x+3a3cos3x+…+nancosnx,

f′ (0) =a1+2a2+3a3+…+nan,

利用导数的定义和条件|f (x) |≤|sinx|, 可得

$\begin{array}{l} | f (0) | = \lim_{x \to 0} | \frac{f (x) - f (0)}{x - 0} | = | \lim_{x \to 0} \frac{f (x)}{x} | = \lim_{x \to 0} | \frac{f (x)}{x} | \leq \lim_{x \to 0} | \frac{s i n x}{x} | = | \lim_{x \to 0} \frac{s i n x}{x} | = 1 ‚ \\ ∴ | f^{'} (0) | = | a_{1} + 2 a_{2} + 3 a_{3} + \dots + n a_{n} | \leq 1 . \end{array}$

三、利用拉格朗日中值定理证明不等式

例3 证明: $\frac{1}{1 + x} < \ln (1 + x) < x$ , 条件x>0.

证明作一个辅助函数 $f (t) = \ln (1 + t), t \in [0, x] ‚ f^{'} (t) = \frac{1}{1 + t} ‚ f (t)$ 在[0, x]上连续, 在 (0, x) 内可导满足拉格朗日定理条件,

∴存在一个ξ, 0<ξ<x, 使 $\frac{f (x) - f (0)}{x - 0} = \frac{1}{1 + ξ}$ ,

即 $\frac{x}{1 + x} < f (x) = \frac{x}{1 + ξ} < x .$

四、利用函数最大 (小) 值证明不等式

例4 若p>1, 证明: $\frac{1}{2^{p - 1}} \leq (1 - x)^{p} + x^{p} \leq 1$ , 其中x∈[0, 1].

证明设f (x) = (1-x) p+xp, x∈[0, 1], p>1,

f′ (x) =-p (1-x) p-1+pxp-1, 令f′ (x) =0,

即p[xp-1- (1-x) p-1]=0,

解得 $x = \frac{1}{2}$ , 是唯一驻点.

$\begin{array}{l} ∴ f (0) = 1, f (\frac{1}{2}) = (\frac{1}{2})^{p} + (\frac{1}{2})^{p} = (\frac{1}{2})^{p - 1} . \\ f_{\max} = 1 ‚ f_{\min} = (\frac{1}{2})^{p - 1} \end{array}$

, 故 $\frac{1}{2^{p - 1}} \leq (1 - x)^{p} + x^{p} \leq 1 .$

五、利用泰勒公式证明不等式

例5 设函数f (x) 在[0, 1]上二阶可导, f (0) =f (1) 且|f″ (x) |≤2, 证明:|f′ (x) |≤1.

证明取0≤x≤1, 由泰勒公式得

$\begin{array}{l} f (0) = f (x) + f^{'} (x) (0 - x) + \frac{1}{2} f^{″} (ξ_{1}) (0 - x)^{2} ‚ \\ f (1) = f (x) + f^{'} (x) (1 - x) + \frac{1}{2} f^{″} (ξ_{2}) (1 - x)^{2} ‚ 0 < ξ < x . \end{array}$

注意 ∵f (0) =f (1) ,

$\begin{array}{l} ∴ 两式差为 f^{'} (x) = \frac{1}{2} [f^{″} (ξ_{1}) x^{2} - f^{″} (ξ_{2}) x^{2}] . \\ ∴ | f^{'} (x) | \leq \frac{1}{2} | f^{″} (ξ_{1}) x^{2} | + | f^{″} (ξ_{2}) x^{2} | \leq \frac{1}{2} [x^{2} + (1 - x)^{2}] = 1 - 2 \times (1 - x) \leq 1 . \end{array}$

六、利用凹凸性证明不等式

例6 证明: $x \ln x + y \ln y > (x + y) \ln \frac{x + y}{2} .$

$\begin{array}{l} 证明作辅助函数 f (t) = t \ln t ‚ t > 0 . \\ ∵ f^{'} (t) = \ln t + 1, f^{″} (t) = \frac{1}{t}, \end{array}$

∴f (t) 在 (0, +∞) 内为凹弧, 于是对任给

故 $x \ln x + y \ln y > (x + y) \ln \frac{x + y}{2} .$

由以上总结利用高等数学来证明不等式的方法可以证明一些用初等数学方法证明不出来或用初等数学很难证明的不等式.

参考文献

[1]同济大学.高等数学.北京:高等教育出版社, 2002.

用数学归纳法证明数列不等式篇3

通过研究各类试题，笔者发现，伪等比数列法亦是数列不等式证明的一种有效方法.本文结合各类试题，谈谈“伪等比数列法”及其应用.1“伪等比数列法”相关结论

对于正项数列{an}，若an+1an>q（或an+1an≥q或an+1an

结论对于正项数列{an}，有

（1）若an+1an>q（n∈N*），则an>a1·qn-1（n≥2，n∈N*）成立；（2）若an+1an≥q（n∈N*），则an≥a1·qn-1（n∈N*）成立；

（3）若an+1an证明（1）由an+1an>q，得an=anan-1·an-1an-2·…·a3a2·a2a1·a1>a1·qn-1（n≥2）.

（2）（3）（4）类似可证.2应用于高考试题

例1（2014年新课标全国Ⅱ理17）已知数列{an}满足a1=1，an+1=3an+1.

（1）证明{an+12}是等比数列，并求{an}的通项公式；

（2）证明：1a1+1a2+…+1an<32.

证明（1）an=3n-12（过程略）.

（2）当n=1时，所证不等式显然成立（下文同，不再重复）；

当n≥2时，由an+1=3an+1，a1=1，得an+1>3an>0，所以1an+1<13·1an，则1an<（13）n-1（n≥2），

所以1a1+1a2+…+1an<1+13+…+13n-1=1-（13）n1-13=32[1-（13）n]<32.

例2（2012年全国高考广东理19）设数列{an}的前n项和为Sn，满足2Sn=an+1-2n+1+1，n∈N*，且a1、a2+5、a3成等差数列.

（1）求a1的值；（2）求数列{an}的通项公式；

（3）证明：对一切正整数n，有1a1+1a2+…+1an<32.

解（1）a1=1（过程略）.

（2）由2Sn=an+1-2n+1+1，可得2Sn-1=an-2n+1（n≥2），

两式相减，可得2an=an+1-an-2n，即an+1=3an+2n，即an+1+2n+1=3（an+2n），

所以数列{an+2n}（n≥2）是以a2+4为首项，3为公比的等比数列.

由2a1=a2-3，可得a2=5，所以an+2n=9×3n-2，即an=3n-2n（n≥2），

当n=1时，a1=1，也满足上式，所以数列{an}的通项公式是an=3n-2n.

（3）由（2）知an+1=3an+2n，an>0，所以1an+1=13an+2n<13·1an，则1an<（13）n-1（n≥2），

所以1a1+1a2+…+1an<1+13+…+13n-1<32（1-13n）<32.

例3（2008年全国高考安徽理21）设数列{an}满足：a1=0，an+1=ca3n+1-c，n∈N*，其中c为实数.

（1）证明：an∈[0，1]对任意n∈N*成立的充分必要条件是c∈[0，1]；

（2）设0

（3）略.

证明（1）（略）.

（2）设0

当n≥2时，因为an=ca3n-1+1-c，所以1-an=c（1-an-1）（1+an-1+a2n-1），

因为0

所以1-an≤3c（1-an-1），1-an≤（1-a1）·（3c）n-1=（3c）n-1，所以an≥1-（3c）n-1（n∈N*）.

例4（2006年全国高考浙江理20）已知函数f（x）=x3+x2，数列{xn}（xn>0）的第一项x1=1，以后各项按如下方式取定：曲线y=f（x）在（xn+1，f（xn+1））处的切线与经过（0，0）和（xn，f（xn））两点的直线平行（如图）.求证：当n∈N*时：

（1）x2n+xn=3x2n+1+2xn+1；

（2）12n-1≤xn≤12n-2.

证明（1）略.

（2）因为函数h（x）=x2+x当x>0时单调递增，

而x2n+xn=3x2n+1+2xn+1≤4x2n+1+2xn+1=（2xn+1）2+2xn+1，所以xn≤2xn+1，即xn+1xn≥12，

因此xn≥（12）n-1，又因为x2n+xn=3x2n+1+2xn+1≥2（x2n+1+xn+1），则x2n+1+xn+1x2n+xn<12，

所以x2n+xn≤（x21+x1）（12）n-1=（12）n-2，所以xn≤x2n+xn≤（12）n-2.

故（12）n-1≤xn≤（12）n-2.3应用于自主招生试题

例5（2013年“卓越联盟”自主招生试题）

已知数列{an}中，a1=3，an+1=a2n-nan+α，n∈N*，α∈R.

（1）若an≥2n对n∈N*都成立，求α的取值范围；

（2）当α=-2时，证明1a1-2+1a2-2+…+1an-2<2（n∈N*）.

解（1）α的取值范围是[-2，+∞）（过程略）.

（2）由（1）知，当α=-2时，an≥2n（n∈N*）.

所以n≥2时，an+1-2=a2n-nan-4=an（an-n）-4≥nan-4≥2（an-2）>0，

所以1an+1-2≤12·1an-2，从而n≥2时，1an-2≤1a1-2·12n-1=12n-1.

所以1a1-2+1a2-2+…+1an-2≤1+12+122+…+12n-1=2-12n-1<2.4应用于竞赛试题

例6（2013年首届“学数学”奥林匹克试题）设数列{an}的前n项和为Sn，且Sn=2n-an（n∈N*）.

（1）求数列{an}的通项公式；

（2）若数列{bn}满足bn=2n-1an，求证：1b1+1b2+…+1bn<53.

解（1）an=2-12n-1（过程略）.

（2）由（1）知，bn=2n-1an=2n-1.

所以bn+1=2n+1-1=2（2n-12）>2（2n-1）=2bn，

所以当n≥3时，bn>b2·2n-2=3×2n-2，所以1bn<13·（12）n-2（n≥3）.

所以1b1+1b2+…+1bn<1+13+13（12+122+…+12n-2）=43+13（1-12n-2）=53-13·12n-2<53.

例7（2012年全国高中数学联赛辽宁省预赛）

设递增数列{an}满足a1=1，4an+1=5an+9a2n+16，n∈N*.

（1）求数列{an}的通项公式；

（2）证明：1a1+1a2+…+1an<2.

解（1）an=23（2n-12n）（过程略）.

（2）易知，n≥2时，an+1=23（2n+1-12n+1）=43（2n-12n+2）>43（2n-12n）=2an.

所以an>a1·2n-1，1an<1a1·（12）n-1=（12）n-1（n≥2）.

所以1a1+1a2+…+1an<1+12+122+…+12n-1=2（1-12n）<2.5应用于模考试题

例8（2014年安徽省“合肥三模”试题）

已知数列{an}，a1=1，an+1=an+1+p1-pa2n（n∈N*，p∈R，p≠1）.

（1）求数列{an}为单调递增数列的充要条件；

（2）当p=13时，令bn=11+2an，数列{bn}的前n项和为Sn，求证：12-15n

解（1）数列{an}为单调递增数列的充要条件为-1

（2）当p=13时，an+1=an+2a2n（n∈N*），所以an+1an=1+2an，

所以bn=11+2an=anan+1=2a2n2anan+1=an+1-an2anan+1=12（1an-1an+1），

所以Sn=12[（1a1-1a2）+（1a2-1a3）+…+（1an-1an+1）]=12-12an+1.

由（1）知{an}为单调递增数列，a1=1，所以an+1>0，所以Sn<12.

又an+1-an=（an+2a2n）-（an-1+2a2n-1）=（an-an-1）（1+2an+2an-1）>5（an-an-1），

所以an+1-an>（a2-a1）·5n-1=2×5n-1（n≥2），而a2-a1=2×50，

所以an+1>（an+1-an）+（an-an-1）+…+（a2-a1）+a1>2（5n-1+5n-2+…+50）+1

=2×1-5n1-5+1=5n+12>12×5n.

所以-1an+1>-25n，所以Sn=12-12an+1>12+12（-25n）=12-15n.

综上所述，12-15n

数列与不等式证明专题篇4

复习建议：

1．“巧用性质、减少运算量”在等差、等比数列的计算中非常重要，但用“基本量法”并树立“目标意识”，“需要什么，就求什么”，既要充分合理地运用条件，又要时刻注意题的目标，往往能取得与“巧用性质”解题相同的效果2．归纳——猜想——证明体现由具体到抽象，由特殊到一般，由有限到无限的辩证思想．学习这部分知识，对培养学生的逻辑思维能力，计算能力，熟悉归纳、演绎的论证方法，提高分析、综合、抽象、概括等思维能力，都有重大意义．

3．解答数列与函数的综合问题要善于综合运用函数方程思想、化归转化思想等数学思想以及特例分析法，一般递推法，数列求和及求通项等方法来分析、解决问题．

4．数列与解析几何的综合问题解决的策略往往是把综合问题分解成几部分，先利用解析几何的知识以及数形结合得到数列的通项公式，然后再利用数列知识和方法求解．证明方法：（1）先放缩后求和；（2）先求和后放缩(3)灵活运用例1．数列a

2nn满足a11,a22,an2(1cos2)asin2n

n2,n1,2,3,.(Ⅰ)求a3,a4,并求数列an的通项公式；(Ⅱ)设ba2n

1n

a,Snb1b2bn.证明：当n6S21n2n

n.分析：本题给出数列相邻两项的递推关系，且要对n分奇偶性。

解:(Ⅰ)因为acos

2

11,a22,所以a3(12)a1sin2



a112,a4(1cos2)a2sin22a24.一般地，当n2k1(kN*)时，a2

k1)2k1[1cos

(22]asin22k1

2k12

 ＝a2k11，即a2k1a2k11.所以数列a2k1是首项为

1、公差为1的等差数列，因此a2k1k.当n2k(kN*)时，a2k2k2(1cos

22)a2k

2ksin2

22a2k.所以数列a2k是首项为

2、公比为2的等比数列，因此a2k2k.故数列an1n的通项公式为an

2,n2k1(kN*),n22,n2k(kN*).(Ⅱ)由(Ⅰ)知，ba2n1nan

123n2,Sn23n,①2n22222

12S1223n

n222242

n1② 1①-②得，1[1(1)2]2S1111nn222232n2n1n1n12n112n2n1.2所以S1nn2

n22n12n22

n.要证明当n6时，S1n(n2)

n2n成立，只需证明当n6时，2n

1成立.证法一

(1)当n = 6时，6(62)264864

341成立.(2)假设当nk(k6)时不等式成立，即k(k2)

1.则当n=k+1时，(k1)(k3)k(k2)(k1)(k2k12k3)2k(k2)(k1)(k3)

(k2)2k

1.由(1)、(2)所述，当n≥6时，n(n1)2

21.即当n≥6时，Sn2

.证法二令cn(n2)n

22(n6)，则c(n1)(n3)n(n2)3n2

n1cn2n1222

n10.所以当n6时，c68n1cn.因此当n6时，cnc664

341.于是当n6时，n(n2)221.综上所述，当n6时，Sn

21

.点评：本题奇偶分类要仔细，第（2）问证明时可采用分析法。

例题2.已知为锐角，且tan

21，函数f(x)x2tan2xsin(2



4)，数列{an}的首项a1

2,an1f(an).(1)求函数f(x)的表达式；⑵ 求证：an1an；

⑶ 求证：

111a112(n2,nN*)11a21an

分析：本题是借助函数给出递推关系，第（2）问的不等式利用了函数的性质，第（3）问是转化成可以裂项的形式，这是证明数列中的不等式的另一种出路。

解：⑴tan2

2tan2(1)2

又∵为锐角 ∴2 ∴sin(2)1∴f(x)xx1

441tan21(21)2

∴a2,a3,an都大于0∴an0∴an1an2

∴

则S

1111121212111()(S)S a22a2a3ana2an13an13a22an1

⑵

an1anan∵a1

点评：数列中的不等式要用放缩来解决难度就较大了，而且不容易把握，对于这样的题要多探索，多角度的思考问题。

⑶

1an1



1111

2

ananan(1an)an1an111

1ananan1

例题4.已知函数f(x)xln1x,数列an满足0a11,∴

111111111111

2

an1fan;数列bn满足b1,bn1(n1)bn, nN*.求证:

1a11a21ana1a2a2a3anan1a1an1an1

∵a(12)21234, a(34)23

234

1 ,又∵n2an1an∴an1a31

∴1

2

1a2∴1

1n1a11

2

1

11a21an

点评：把复杂的问题转化成清晰的问题是数学中的重要思想，本题中的第（3）问不等式的证明更具有一般性。

例题3.已知数列aa

n满足a11,n12an1nN

（Ⅰ）求数列an的通项公式；（Ⅱ）若数列b1n满足4b114b24

b31

4bn1(an1)bn，证明：bn是等差数列；

（Ⅲ）证明：

11a12nNa 23an13

分析：本例（1）通过把递推关系式转化成等比型的数列；第（2）关键在于找出连续三项间的关系；第（3）问关键在如何放缩解：（1）an12an1，an112(an1)

故数列{an1}是首项为2，公比为2的等比数列。ann12n，an21

（2）4

b114

b214

b31

4bn1(an1)bn，4

(b1b2bnn)

2nbn

2(b1b2bn)2nnbn①2(b1b2bnbn1)2(n1)(n1)bn1②

②—①得2bn1

2(n1)bn1nbn，即nbn2(n1)bn1③(n1)bn12nbn2④ ④—③得2nbn1

nbnnbn1，即2bn1bnbn1所以数列{bn}是等差数列

（3）

1a1111

2n112n12

设S



1n2ana11，2a3an1

（Ⅰ）0a（Ⅱ）aa2nn1an1;n12;

（Ⅲ）若a12

则当n≥2时,bnann!.分析：第（1）问是和自然数有关的命题，可考虑用数学归纳法证明；第（2）问可利用函数的单调性；第（3）问进行放缩。解：(Ⅰ)先用数学归纳法证明0an1,nN*.（1）当n=1时,由已知得结论成立;（2）假设当n=k时,结论成立,即0ak1.则当n=k+1时,因为0

1x1xx1

0,所以f(x)在(0,1)上是增函数.又f(x)在0,1上连续,所以f(0)1, 得an1ananln1ananln(1an)0,从而an1an.综上可知0an1

an1.(Ⅱ)构造函数g(x)=

x2x2

-f(x)=

ln(1x)x, 0g(0)=0.因为0aa2nn1,所以gan0,即2faa2

nn>0,从而an12

.(Ⅲ)因为

b12b1b

n11,n12(n1)bn,所以bn0,n1bn,所以bba2nbn1bnn

b2b1

1nn!————①由(Ⅱ)an1,知:an1an,n1bn2b122an2

所以

anaa3naa1a2n1 ,因为aa=

a2aa1, n≥2, 0an1an1.1

1a2n12222

a2a2

所以

a1a2an1aan

n

2221<2

n12n

————②由①② 两式可知:

bnann!.点评：本题是数列、超越函数、导数的学归纳法的知识交汇题，属于难题，复习时应引起注意。

例题5.已知函数f(x)=52x

168x，设正项数列an满足a1=l，an1fan．

(1)试比较a

5n与

4的大小，并说明理由；

(2)设数列b5n

nn满足bn=4－an，记Sn=bi．证明：当n≥2时,Sn＜(2－1)．

i

14分析：比较大小常用的办法是作差法，而求和式的不等式常用的办法是放缩法。

解：(1)a2ann1



5168a，因为a所以a7

311,2,a34

.（2）因为an0,an10,所以168an0,0an2.n8a552a48(a55

n5nn1)3an554168a432(2a,因为2an0,所以an1与a同号，nn)22an

4因为a514140，a5555

240,a340,„，an40,即an4

.（3）当n2时，b531n4an22a(5a31

31n1)bn1bn12bn1，n1422an1225

所以bn

2bn122bn22n1b312n，13n

(12n)

所以Snb1b2bn

4121

2

121

(2n1)

点评：本题是函数、不等式的综合题，是高考的难点热点。

例题6.已知数列a*

n中，a11，nan12(a1a2...an)nN

．

（1）求a2,a3,a4；（2）求数列an的通项an；（3）设数列{b1n}满足b1

2,b12

n1abnbn，求证：bn1(nk)k

分析：条件中有类似于前n项和的形式出现，提示我们应该考虑an＝Sn－Sn－1(n≥2)

解：（1）a22,a33,a44（2）nan12(a1a2...an)①

(n1)an2(a1a2...an1)②①—②得nan1(n1)an2an

即：nan1

(n1)a1n1aa3ann，ana所以aa223n

n1a...1...1

n(n2)

nna12an112n所以a*n

n(nN)

（3）由（2）得：b1

12,b12

n1k

bnbnbnbn1...b10，所以{bn}是单调递增数列，故要证：bn1(nk)只需证bk1

若k

1，则b121显然成立;若k2，则b1211

n1kbnbnk

bnbn1bn 所以

1b11,因此：1(11)...(11)1k12

k1

n1bnkbkbkbk1b2b1b1kk所以bk



k1

1,所以bn1(nk)点评：与数列相关的不等式证明通常需要“放缩”，而放缩的“度”尤为关键，本题中

1b(11)...(11)1,这种拆分方法是数学中较高要求的变形.kbkbk1b2b1b1

例题7.已知不等式

12131n1

[log2n],其中n为不大于2的整数，[log2n]表示不超过log2n的最大整数。设数列a1

n的各项为正且满足a1b(b0),anann

na(n2,3,4)，证明：

n1

an

2b[log，n3,4,5

2n]

分析：由条件an111111n



nana得：

n1

a1

nan1n

an(n2)

nan1

11a



1n1

an2

n1

„„

a11以上各式两边分别相加得： 2a121a111111111

11[log2n](n3)na1nn12anbnn12

2b[log2n]2b a2b

n2b[logn]

(n3)

2本题由题设条件直接进行放缩，然后求和，命题即得以证明。

例题8.已知数列{an}的前n项和Sn满足：Sn2an(1)n，n1（1）写出数列{an}的前三项a1，a2，a5；（2）求数列{an}的通项公式；

（3）证明：对任意的整数m4，有1117

a

4a5am8

分析：⑴由递推公式易求：a1=1,a2=0,a3=2； ⑵由已知得：an

SnSn12an(1)n2an1(1)n1（n>1）

化简得：an1anan1anan1n

2an12(1)

(1)n2(1)n12,(1)n232[(1)

n1

2

3] 故数列{

an2(1)n3}是以a123为首项, 公比为2的等比数列.故an21

(1)

3(3)(2)n1∴a23[2n2(1)n]∴数列{a2

n}的通项公式为：an3

[2n2(1)n].⑶观察要证的不等式，左边很复杂，先要设法对左边的项进行适当的放缩，使之能够求和。而左边=

1a1a13[111

2212312m2(1)

m]，如果我们把上式中的分母中的1去掉，就可利45am2用等比数列的前n项公式求和，由于-1与1交错出现，容易想到将式中两项两项地合并起来一起进行放缩，尝试知：

11111

22112311221

23，2312412324，因此，可将

1

保留，再将后面的项两两组合后放缩，即可求和。这里需要对m进行分类讨论，（1）当m为偶数(m4)时，1a11a1(11)(11)13(11134m2)4a5ma4a5a6am1am

22222



1311224(1137

m4)288（2）当m是奇数(m4)时，m1为偶数，1a1111a1117 4a5ama45a6amam18

所以对任意整数m4，有

aa

7。本题的关键是并项后进行适当的放缩。45am8

例题9.定义数列如下：a2

12,an1anan1,nN

证明：（1）对于nN

恒有a

n1an成立。（2）当n2且nN，有an1anan1a2a11成立。（3）1

112a12006



a1

1。12a2006

分析：（1）用数学归纳法易证。

（2）由a2

n1anan1得：an11an(an1)

an1an1(an11)„„a21a1(a11)

以上各式两边分别相乘得：an11anan1a2a1(a11)，又a12

an1anan1a2a11

（3）要证不等式1

11122006



a11，可先设法求和：11，1a2a2006a1a2a2006

再进行适当的放缩。a111n11an(an1)

aaa11

a n11



n1nanan1n11



1111a(1)(11)(11)1a2a2006a11a21a21a31a20061a20071

1a1a1

1120071

aa 12a2006又aa2006

1a2a20061

220061

1a11

2006原不等式得证。

1a2a20062

放缩法证明数列不等式经典例题篇5

主要放缩技能： 1.11111112 nn1n(n1)nn(n1)n1n

1144112()

22n4n1(2n1)(2n1)2n12n1n24

2. 2)

 







 4.2n2n2n1115.n (21)2(2n1)(2n2)(2n1)(2n11)2n112n16.n22(n1)n11 n(n1)2n1n(n1)2n1n2n(n1)2n1

x2xn*c(nN)例1.设函数y的最小值为，最大值为，且abnnn2x1

（1）求cn；（2）证明：

例2.证明：161

例3.已知正项数列an的前n项的和为sn，且an

2（1）求证：数列sn是等差数列； 11117 444c14c2c3cn417 12sn，nN*； an

（2）解关于数列n的不等式：an1(sn1sn)4n8

（3）记bn2sn,Tn331111Tn

，证明：1 2b1b2b3bn

例4.已知数列an满足：n2anan1； 是公差为1的等差数列，且an1nn

（1）求an；（2

2 例5.在数列an中，已知a12,an1an2anan1；

（1）求an；（2）证明：a1(a11)a2(a21)a3(a31)an(an1)3

2n1an例6.数列an满足：a12,an1； n(n)an22

5112n

（1）设bn，求bn；（2）记cn，求证：c1c2c3cn 162n(n1)an1an

例7.已知正项数列an的前n项的和为sn满足：sn1,6sn(an1)(an2)；

（1）求an；

（2）设数列bn满足an(2n1)1,并记Tnb1b2b3bn，b

求证：3Tn1log2n

(a3)（函数的单调性，贝努力不等式，构造，数学归纳法）

例8.已知正项数列an满足：a11,nan1(n1)an1，anan1

记b1a1,bnn[a1

（1）求an；

（2）证明：(1

用数学归纳法证明数列不等式篇6

江苏省包场高级中学张巧凤2261

51数列求和不等式的证明，历来是高考数学命题的热点与重点，并且往往出现在压轴题的位置上，扮演着调整试卷区分度的角色。笔者发现对这类问题的处理方法中，以放缩法较为常用，而学生在运用放缩法时普遍感到难以驾驭，本文重点谈谈通项放缩与舍项放缩两种放缩技巧在证明数列求和不等式中的应用。

1、通项放缩，转化为可以求和的数列 1、1放缩通项，利用等差数列求和

例

1、已知nN,求证：



（n+1）

2

n+（n+1）2n

1

352n1



222

n2n2

＜

n2n1



(n1)2

n+12n1、2放缩通项，利用等比数列求和例

2、数列an中，a1=2,an+1=(1)求数列an的通项公式；(2)设bn=

22an(nN+)

16n-an，若数列bn的前n项的和为Tn，求证：Tn＜

12。

（1）用迭代累乘或者构造新的等比数列（2）证明：bn

an1n-11n-2an

a()即an()可以求得，1nn22n

16n-an



14

当n=1时，T1=＜2；

3当n2时，∵4n1(31)n-1=(3nCn13n-11)13n,∴bn

11n

1()

1111n11331

1()＜∴Tn=+b2++bn＜2n

133332321

3∴对一切正整数n，都有Tn＜

141

.注：本题将数列从第二项起开始放缩，放缩成以b1为首项，为公比的等比数列，转化为等比数列求和。

事实上，也可以利用

141



14

n-1



134

n-1，将数列放缩成以为首项，3

114

为公比的11n1()

41n4134

等比数列，易得Tn1()＜＜

194921，放缩的关键在于合理与适度。

1、3放缩通项，利用裂项相消求和对于例2，也可以这样证明：bn

216n-an



14



(21)(21)

当n=1，2时，2n2n，当n3时，2n(11)n=Cn0Cn1Cnn1Cnn2(n1)＞2n ∴对一切正整数n，都有bn∴Tn

12(1

131315

12n1

(21)(21)



12n1)



(2n1)(2n1)

12n1)＜

12n1



12n1

=(1。

注：此法将通项放缩成两项之差，转化为用裂项相消求和。1、4放缩通项，利用叠加求和例

3、已知数列an中，a1=1，an=an-1

n=2,3,4), an-1

1求证：

an2004年重庆卷改编）证明：由递推关系式得：an2=an-12

1an-1

+2＞an-1+2，即an-an-1＞2，于是有a22-a12＞2，a32-a22＞2，…an2-an-12＞2，这n-1个不等式两边相加可得

ana1＞2（n-1），即an＞2n-1，又an＞0,故an。

1、5放缩通项，利用各项重新组合求和例

4、数列an满足a1=1且an+1=(1+

1n+n)an+

n1).n

2（1）用数学归纳法证明an2(n2)

n1），（2）已知不等式ln(1+x)＜x对x＞0,成立,证明an＜e（其中无理数e=2.71828…

(2005年重庆卷)

证明:(1)略.(2)由递推关系式及(1)的结论有an+1=(1+两边取对数，且由ln(1+x)＜x得

+lnan

2nn+n21111+n（-）+n 故lnan+1-lnan＜

n（n+1）2nn+12

n+n

1n+n)an+

(1+

1n+n

n)an，lnan+1ln(1+

n)+lnan＜

上式中n分别取1，2，…，n-1求和可得

11111111

lnan-lna1＜（1-）（）（-）+（)2n-1223n-1n222

（1-）+（1=

112

n-1)＜2

n1）即lnan＜2，故an＜e（.2、写出和式，舍项放缩2、1裂项相消，各项重新组合，舍项放缩对于例2，还可以这样证明：bn当n=1时，T1=＜2；

31141



(21)(21)



221

（n



121

当n2时，∴Tn=（1

221



121



121



121



121



121

=1 (12）（3)(n-1n)n

22121212121212121∵

2n-1

111111

1



121



242(2

n-1

1)(21)

0，∴Tn

221

（

121

n)

∴对一切正整数n，都有Tn＜

n+1n2、2错位相减，各项重新组合，舍项放缩例

5、数列an中，a1=2,an+1=2((1)求数列an的通项公式；(2)设bn=

nan

n)an(nN+)，求证：bi＜

1172

4。，即ann22n

anann

2是以2为公比的等比数列，可以求得

2nn

（2）证明：bn n

ann2

（1）易知



i=1

bi

112



122



132



1n2

n



i=1

bi

12

112





322n(



12321342

1)2n

1n(n1)2

n+1

∴

2

ni=1

bi

i=1

122124



1n21n2

n+1n+1)

∴bi1=

1724（14

(

342



1n(n1)2



1n2)＜n+117242、3迭代相加，各项重新组合，舍项放缩对于例

3、也可以这样证明：由已知得：an2=an-12于是有a22-a12

11an-1

+2,即an-an-11an-11an-

222

1an-1

+2，+2，a3-a2

1a2

+2，…，an2-an-12

1an-1

+2，1a1

这n-1个等式两边相加可得an2a12=2（n-1）+（即an2=2n-1+（1an-1

+），+

1an-2



1a1）＞2n-1，又an＞0,故an20、（本题满分16分）

在数列an中，已知a1p0，且，nN（1）若数列an为等差数列，求p的值。（2）求数列an的前n项和Sn

当n2时，求证：

i1



用数学归纳法证明数列不等式篇7

在参考文献中,重点探讨了以下问题:

已知数列的前n和为Tn,求证:Tn<1/6.

参考文献给出以下两个措施.

措施1:通项放缩不变,减少放缩的项数.

尝试1:第一项不放缩,从第二项开始放缩.

尝试2:前两项不放缩,从第三项开始放缩.计算得:,而.

尝试3:前三项不放缩,从第四项开始放缩.计算得:,而.

尝试4:前四项不放缩,从第五项开始放缩.计算得:得证,得证.

措施2:减小通项的放缩误差.

对于上述措施1,这一步的误差为n+1.由于放缩的误差较大,所以要反复尝试,不断减少放缩的项数,直至成功.此种解法不具有一般性,即使得证也耗时、耗力.

措施2减小通项的放缩误差.不改变二次项和一次项,只对常数项放缩.使放缩的误差尽可能小.在改进1中,把常数项1缩小为0,最终失败了.在改进2中,把常数项1缩小为3/4,显然放缩得恰到好处.为什么把1缩小为3/4呢?学生很难理解.

为此,对于数列,笔者在教学实践中揣摩了一种有效的方法.将放缩时,一要严控放缩的误差(只有放缩常数项);二要放缩后能够裂项求和(即,其中{cn}为等差数列).据此,可用待定系数法确定放缩的大小.设

由2α+1=2,可得α=1/2,且满足α(α+1)=3/4<1.

如果结合参考文献从第二项起开始放缩的意图,可有更好的结果:

进一步探究,可得一般性结论:

已知数列{an}的通项公式,

其中a>0,3a+b>0,b2-4ac≤a2.则数列{an}的前n和

(1)若是从第一项起开始放缩,则;

(2)若是从第二项起开始放缩,则.(当且仅当n=1或b2-4ac=a2时,取“=”)

以上23式为结论所述的条件,1式就是待定系数法确定的α值.

(当且仅当n=1或b2-4ac=a2时,取“=”)

摘要：数列和不等式都是高中数学的重难点,有必要探究一类数列和式不等式的证明思路.对数列和式的不等式放缩证明的探究路径加以概括.

用数学归纳法证明数列不等式篇8

an≥an-1，求数列的最大项，由an≤an+1，

an≤an-1，求数列的最小项，大多一线教师对此信以为真，在课堂上对学生以讹传讹，学生也奉若法宝.事实上，这一解法存在重大错误，下文举例说明.

1 最值项不一定满足不等式组

例1 在（2+3x）10的二项展开式中是否存在系数最小的项？若存在请指出是第几项;若不存在请说明理由.

错解设二项展开式中第r+1项的系数最小，为tr+1=Cr10210-r3r，0≤r≤10，则tr+1≤tr，

tr+1≤tr+2，

由tr+1≤tr得Cr10210-r3r≤Cr-110211-r3r-1，即10！r！（10-r）！210-r3r≤10！（r-1）！（11-r）！211-r3r-1，化简得3r≤211-r，解得r≥335，所以r≥7.

同理由tr+1≤tr+2可得r+1≤335，所以r≤5，同时满足r≥7且r≤5的r不存在，故（2+3x）10展开式中不存在系数最小的项.

正解二项展开式中第r+1项的系数为tr+1=Cr10210-r3r，0≤r≤10，

令tr+1>tr得Cr10210-r3r>Cr-110211-r3r-1，

即10！r！（10-r）！210-r3r>

10！（r-1）！（11-r）！211-r3r-1，

化简得3r>211-r，解得r<335，所以r≤6，所以t1<t2<…<t6<t7.

令tr+1<tr得Cr10210-r3r<Cr-110211-r3r-1，解得r>335，所以r≥7，所以t7>t8>…>t11，

而t1=210，t11=310，所以t1<t11，故系数最小的项是第1项.

点评因为数列的首项不存在前一项，末项也不存在后一项，所以若最值项恰好为数列的首项或末项，则必定不满足此不等式组.若能排除最值项为首项或末项的可能，才能得到最值项满足此不等式组.

2 满足不等式组的项不一定是最值项

例2 已知数列{an}的通项公式为an=2-nn-52，求数列{an}的最大项.

错解由an≥an+1，

an≥an-1，得

2-nn-52≥1-nn-42，

2-nn-52≥3-nn-62，

化简得3n2-21n+34≥0，

3n2-27n+58≤0，

解得n≤21-336或n≥21+336，

27-336≤n≤27+336，

其中21-336≈2.5，21+336≈4.5，

27-336≈3.5，27+336≈5.5，

考虑到n只能为正整数得n≤2或n≥5，

4≤n≤5，

故n=5，所以数列{an}的最大项为a5=0.

正解设函数f（x）=2-xx-52，x∈[1，+∞），求导得f′（x）=-3（x-3）（x-5），

令f′（x）>0，

x≥1，得3<x<5，

令f′（x）<0，

x≥1，得1≤x<3或x>5，

故函数f（x）在[1，3]上单调递减，在[3，5]上单调递增，在[5，+∞）上单调递减.

故数列{an}当1≤n≤3时递减，当3≤n≤5时递增，当n≥5时递减，从而数列{an}的最大项应该为a1与a5中的较大者，而a1=16，a5=0，a1>a5，所以数列{an}的最大项为a1=16.

点评由不等式组求解出来的是特定连续三项之间的最值项，只是一个小范围上的最值项，不一定是数列全体项的最值项，类比函数极值的定义，满足不等式组的项我们不妨称为数列的“极值项”，类似于函数的极值与最值的关系，数列的极值项不一定是最值项.

3 不等式组法求数列最值项的成败情形

从上面的两个例子可以看出这个不等式组其实是数列取到最值项的既不充分也不必要条件，从而不等式组法也就不能作为求数列的最值项的通解通法普遍使用，然而很多一线教师对此事实却难以接受，因为他们一直使用这种方法，而且往往是能成功求解的.事实上能成功求解的通常只有两种情况，一种是数列的单调性满足先增后减，则可由不等式组法求出最大项，另一种是数列的单调性满足先减后增，则可由不等式组法求出最小项，即使这两种情形最终能获得正确的结果，笔者认为这一解法也是极不严谨的，因为其理论依据不满足一般性.不成功的情形更为广泛，如单调递增数列求最大（小）项，单调递减数列求最大（小）项，先增后减数列求最小项，先减后增数列求最大项，先增后减再增数列求最小项，先减后增再减数列求最大项，等等情形运用不等组法都不能获得正确结果.

用均值不等式证明不等式篇9

【摘要】：不等式的证明在竞赛数学中占有重要地位．本文介绍了用均值不等式证明几个不等式，我们在证明不等式时，常用到均值不等式。要求我们要认真分析题目，本文通过几个国内外竞赛数学的试题，介绍用均值不等式证明初等不等式的基本方法及技巧。

【关键词】：均值不等式；不等式；方法；技巧

均值不等式

设 a1、a2、、an 是 n 个正数，则不等式H(a)G(a)A(a)Q(a)称为均值不等式[1]．其中

H(a)

11a

2

1an，G(a)

a1a2a1aan，A(n)

a1a2an

22，2

Q(n)

a1a2an

、an 的调和不等式，几何平均值，算术平均值，均方根平均分别称为 a1、a2、值．

例1设a1、a2、…、an均为正，记

(n)n（a1a2an



a1a2an)

试证：(n)(n1)，并求等号成立的条件．

证明由所设条件，得

(n)(n1)

=n（a1a2an



a1a2an)(n1)（a1a2an

1n1



n1

a1a2an1)

=a1a2annna1a2an(a1a2an1)(n1)n1a1a2an1

=an(n1)(a1a2an1)n1n(a1a2an)n，n1

(a1a2an1)n1，有将G(a)A(a)应用于n个正数：an，（a1a2an1）



n1个

an(n1)(a1a2an1)n1

(a1a2an)n，即

an(n1)(a1a2an1)n1n(a1a2an)n．

所以(n)(n1)，当且仅当an(a1a2an1)立．

n1，即ann1a1a2an时等号成1

此题不只是公式的直接应用．代表了均值不等式中需要挖掘信

、an 的一类题．息找a1、a2、例2设xyz0，求证：6(x3y3z3)2(x2y2z2)3．证明当xyz0时不等式显然成立．

除此情况外，x、y、z中至少有一正一负．不妨设xy0，因为

z(xy)，所以

I6(xyz)6[xy(xy)]6[3xy(xy)]54xyz

．

若由此直接用G(a)A(a)(n3)，只能得到较粗糙的不等式

I54xyz54（xyz

2)2(xyz)，3222

3如果改用下面的方法，用G(a)A(a)，便得

I54xyz

222

216

xy2



xy2

z

xyxy2z

(2z22xy)3，2163

再注意到x2y2(xy)22xyz22xy，因而2z22xyx2y2z2，于是即得欲证的不等式．

此题解题的关键在于构造a1、a2、、an通常需要拓宽思路多次尝试，此类也属均值不等式的常考类题．例3设x0，证明：2

2

22

．(第16届全苏数学竞赛试题[2])

证明此不等式的外形有点像均值不等式．由G(a)A(a)，得

x2

2

22

2

22，又

x2

1111

(x12x4)2x6，即得要证的不等式．

结语

有些不等式则可以利用某个已经证明成立的不等式来证明(因此多熟悉几个比较常见的不等式是有好处的)；有些不等式还要用数学归纳法来证明等等．而且在一个题目的证明过程中，也往往不止应用一种方法，而需要灵活运用各种方法．因此，要培养和提高自己的证题能力。

参考文献

[1]陈传理等编．数学竞赛教程 [M]．北京：高等教育出版设，1996，(10)：

133-134．

用数学归纳法证明数列不等式篇10

一、选择题

1．已知无穷数列{an}是各项均为正数的等差数列，则有

aaAaa

aaD．aa6

8（）

aaB．a≤a6

8aaCaa

2．设{an}是由正数构成的等比数列，bn＝an+1＋an+2，cn＝an＋an+3，则

A．bn＞cn

B．bn＜cn

C．bn≥cn

D．bn≤cn

（）

3．已知{an}为等差数列，{bn}为正项等比数列，公比q≠1，若a1＝b1，a11＝b11，则（）

A．a6＝b6 B．a6＞b6 C．a6＜b6 D．a6＞b6或a6＜b64．已知数列{an}的前n项和Sn＝n2－9n，第k项满足５＜ak＜８，则k＝（）

A．9 B．8 C．7 D．6

5．已知等比数列{an}的公比q＞0，其前n项的和为Sn，则S4a5与S5a4的大小关系是（）

A．S4a5＜S5a4 B．S4a5＞S5a4 C．S4a5＝S5a4 D．不确定

6．设Sn＝1＋2＋3＋…＋n，n∈N*，则函数f(n)＝（）

(n＋32)Sn+

11A．201B．30

1C401D．50

（）

7．已知y是x的函数，且lg3，lg(sinx－2)，lg(1－y)顺次成等差数列，则 A．y有最大值1，无最小值 11

C．y有最小值12，最大值1

B．y有最小值12，无最大值 D．y有最小值－1，最大值1

8．已知等比数列{an}中a2＝1，则其前3项的和S3的取值范围是

Ａ．(－∞，－1Ｂ．(－∞，－1)∪(1，＋∞)Ｃ．3，＋∞)Ｄ．(－∞，－1∪3，＋∞)

（）

93b是1－a和1＋a的等比中项，则a＋3b的最大值为()A．1 B．2 C．3 D．

410．设等比数列{an}的首相为a1，公比为q，则“a1＜0，且0＜q＜1”是“对于任意n∈N*都有an+1

＞an”的（）A．充分不必要条件B．必要不充分条件 C．充分比要条件D．既不充分又不必要条件

a11．{an}为等差数列，若a1，且它的前n项和Sn有最小值，那么当Sn取得最小正值时，10

n＝ A．11

B．17

C．19

D．21

（）

12．设f(x)是定义在R上恒不为零的函数，对任意实数x、y∈R，都有f(x)f(y)＝f(x＋y)，若a1＝

N*)，则数列{an}的前n项和Sn的取值范围是 2，an＝f(n)(n∈

（）

A．2，2)

二、填空题

B．[2，2]

1C．21)1

D．[21]

S13．等差数列{an}的前n项和为Sn，且a4－a2＝8，a3＋a5＝26，记Tnn如果存在正整数M，使得对一切正整数n，Tn≤M都成立．则M的最小值是__________．

14．无穷等比数列{an}中，a1＞1，|q|＜1，且除a1外其余各项之和不大于a1的一半，则q的取值范围是________.(a＋b)

215．已知x＞0，y＞0，x，a，b，y成等差数列，x，c，d，y成等比数列，则cd是________.Ａ．0 Ｂ．1 Ｃ．2 Ｄ．

416．等差数列{an}的公差d不为零，Sn是其前n项和，给出下列四个命题：①A．若d＜0，且

S3＝S8，则{Sn}中，S5和S6都是{Sn}中的最大项；②给定n，对于一定k∈N*(k＜n)，都有ank＋an+k＝2an；③若d＞0，则{Sn}中一定有最小的项；④存在k∈N*，使ak－ak+1和ak－ak1同号

其中真命题的序号是____________.三、解答题

17．已知{an}是一个等差数列，且a2＝1，a5＝－5．（Ⅰ）求{an}的通项an；（Ⅱ）求{an}前n项和

Sn的最大值．

18．已知{an}是正数组成的数列，a1＝1，且点(an，an+1)(n∈N*）在函数y＝x2＋1的图象上.(Ⅰ)

求数列｛an｝的通项公式；(Ⅱ)若列数｛bn｝满足b1＝1,bn+1＝bn＋2an，求证：bn ·bn+

2＜bn+1.3－an

119．设数列{an}的首项a1∈(0，1)，an＝2，n＝2，3，4，….（Ⅰ）求{an}的通项公式；

（Ⅱ）设bn＝a3－2an，证明bn＜bn+1，其中n为正整数．

20．已知数列{an}中a1＝2，an+1＝(2－1)(an＋2)，n＝1，2，3，….（Ⅰ）求{an}的通项公式；

（Ⅱ）若数列{an}中b1＝2，bn+1＝3，…

3bn＋

4，n＝1，2，3，….证明：2＜bn≤a4n3，n＝1，2，2bn＋

321．已知二次函数y＝f(x)的图像经过坐标原点，其导函数为f(x)＝6x－2，数列{an}的前n项和

为Sn，点(n，Sn)(n∈N*)均在函数y＝f(x)的图像上.（Ⅰ）求数列{an}的通项公式；（Ⅱ）设bn

1m＝，Tn是数列{bn}的前n项和，求使得Tn20对所有n∈N*都成立的最小正整数m； anan＋1，2，）22．数列an满足a11，an1(n2n)an（n1，是常数．（Ⅰ）当a21时，求及a3的值；（Ⅱ）数列an是否可能为等差数列？若可能，求出它的通项公式；若不可能，说明理由；（Ⅲ）求的取值范围，使得存在正整数m，当nm时总有an0．

【专题训练】参考答案

一、选择题

1．B【解析】a4a8＝(a1＋3d)(a1＋7d)＝a12＋10a1d＋21d2，a62＝(a1＋5d)2＝a12＋10a1d＋25d2，a4a6故a≤a6

82．D【解析】设其公比为q,则bn－cn＝an(q－1)(1－q2)＝－an(q－1)2(q＋1)，当q＝1时，bn

＝cn，当q＞0，且q≠1时，bn＜cn，故bn≤cn.a1＋a11b1＋b1

13．B【解析】因为q≠1，b1＞0，b11＞0，所以b1≠b11，则a6＝2＝2b1b11＝b6.4．B【解析】因数列为等差数列，an＝Sn－Sn1＝2n－10，由5＜2k－10＜8，得到k＝8.5．A【解析】S4a5－S5a4 ＝(a1＋a2＋a3＋a4)a4q－(a1＋a2＋a3＋a4＋a5)a

4＝－a1a4＝－a12q3＜0，∴S4a5＜S5a4． 6．D【解析】由Sn＝

n(n＋1)nn11

f(n)＝＝＝264(n＋32)(n＋2)n＋34n＋64264＋34

n＋n＋34

1641＝50，当n＝n，即n＝8时取等号，即f(n)max＝f(8)＝50

7．B【解析】由已知y＝－3(sinx－2)2＋1，且sinx＞2y＜1，所以当sinx＝1时，y有最小11

值12，无最大值.11

8．D【解】∵等比数列{an}中a2＝1，∴S3＝a1＋a2＋a3＝a2(q＋1＋q)＝1＋q＋q∴当公比q＞01

时，S3＝1＋q＋q≥1＋113，当公比q＜0时，S＝1－(－q3qq)≤1－

2(－q)·(－q＝

－1，∴S3∈(－∞，－1∪3，＋∞).9．B3b是1－a和1＋a的等比中项，则3b2＝1－a2a2＋3b2＝1，令a＝cosθ3b＝sinθ，θ∈(0，2π)，所以a＋3b＝cosθ＋3inθ＝2sin(θ＋6)≤2.10．A【解析】当a1＜0，且0＜q＜1时，数列为递增数列，但当数列为递增数列时，还存在另一情况a1＞0，且q＞1，故选A.1

2×20(a1＋a20)a＋aa＋aaS11．C【解析】由a＜－1，得a0a01＜0S0，则要使

10101019

×19(a1＋a19)2

Sn取得最小正值必须满足S19＞0，且S20＜0，此时n＝19.12．C【解析】f(x)是定义在R上恒不为零的函数，对任意实数x、y∈R，都有f(x)f(y)＝f(x＋

11n

－(22]111n

y)，a1＝2an＝f(n)(n∈N*)，an+1＝f(n＋1)＝f(1)f(n)2an，∴Sn＝＝1－(12).则数列

1－

21{an}的前n项和的取值范围是21).二、填空题

13．2【解析】由a4－a2＝8，可得公差d＝4，再由a3＋a5＝26，可得a1＝1，故Sn＝n＋2n(n2n－1

1－1)＝2n2－n，∴Tn＝n2－nTn≤M，只需M≥2即可，故M的最小值为2，答案：

21aqa1114．(－1，0∪(0，3【解析】23|q|＜1，且q≠0，故q∈(－1，0∪(0，3.1－q(a＋b)2(x＋y)2(2xy)2

15．4【解析】cdxyxy＝4.16．D【解析】对于①：∵S8－S3＝a4＋a5＋a6＋a7＋a8＝5a6＝0，∴S5＝S6，又d＜0，S5＝S6为

最大，故A正确；对于②：根据等差中项知正确；对于③：∵d＞0，点(n，Sn)分布在开口向上的抛物线，故{Sn}中一定有最小的项，故③正确；而ak－ak+1＝－d，ak－ak1＝d，且d≠0，故④为假命题.三、解答题

 a1＋d＝1

17．【解】（Ⅰ）设{an}的公差为d，由已知条件，，解出a1＝3，d＝－2．

a1＋4d＝－5

所以an＝a1＋(n－1)d＝－2n＋5．

n(n－1)

（Ⅱ）Sn＝na12＝－n2＋4n＝－(n－2)2＋4，所以n＝2时，Sn取到最大值4． 18．【解】(Ⅰ)由已知得an+1＝an＋1，即an+1－an＝1，又a1＝1，所以数列｛an｝是以1为首项，公差为1的等差数列，故an＝1＋(a－1)×1＝n.(Ⅱ)由（Ⅰ）知：an＝n从而bn+1－bn＝2n.bn＝(bn－bn1)＋(bn1－bn2)＋…＋（b2－b1）＋b1＝2

nn+2n1因为bn·bn+2－b2－1)2 n1＝(2－1)(2－1)－(2

n1

＋2

n2

1－2n

＋…＋2＋1＝＝2n－1.1－2

＝(22n+2－2n+2－2n＋1)－(22n+2－2－2n+1－1)＝－5·2n＋4·2n＝－2n＜0, 所以bn·bn+2＜b2n1.3－an1

19．【解】（Ⅰ）由an＝2n＝2，3，4，….整理得

1－an＝－2－an1)．

又1－a1≠0，所以{1－an}是首项为1－a1，2得an＝1－(1－a1)(－2)n1，3（Ⅱ）由（Ⅰ）可知0＜an＜2bn＞0．那么，3－an3－an9abn+12－bn2＝an+12(3－2an+1)－an2(3－2an)＝(2)2(3－2×2)－an2(3－2an)4(an－1)2.又由（Ⅰ）知an＞0，且an≠1，故bn+12－bn2＞0，因此

bn＜bn+1，为正整数．

20．【解】（Ⅰ）由题设：an+1＝(2－1)(an＋2)＝(2－1)(an－2)＋2－1)(22)，＝(2－1)(an2)＋2，∴an+1－2＝(2－1)(an－2)．所以，数列{an－2}a是首项为22，公比为2－1)的等比数列，an－2＝2(2－1)n，即an的通项公式为an＝2[(2－1)n＋1]，n＝1，2，3，….（Ⅱ）用数学归纳法证明．

（ⅰ）当n＝1时，因2＜2，b1＝a1＝2，所以2＜b1≤a1，结论成立．（ⅱ）假设当n＝k2＜bk≤a4k3，也即0＜bn－2≤a4k3－2，当n＝k＋1时，bk+1－2＝又

3bk＋4(3－22)bk＋(4－32)(3－2)(bk－2)

2＞0，2bk＋32bk＋32bk＋3

3－22，2bk＋322＋3

(3－22)(b2)

所以bk+12(3－2)2(bk2)≤(2－1)4(a4k3－2)＝a4k+1－2

2bk＋3也就是说，当n＝k＋1时，结论成立．

根据（ⅰ）和（ⅱ2＜bn≤a4n3，n＝1，2，3，….21．【解】（Ⅰ）设这二次函数f(x)＝ax2＋bx(a≠0)，则 f`(x)＝2ax＋b，由于f`(x)＝6x－2，得a＝3，b＝－2，所以f(x)＝3x2－2x.，又因为点(n，Sn)(n∈N*)均在函数y＝f(x)的图像上，所以Sn＝3n2－2n，当n≥2时，an＝Sn－Sn－1＝（3n2－2n）－[3(n－1)2－2(n－1)]＝6n－5，当n＝1时，a1＝S1＝3×12－2＝6×1－5，所以，an＝6n－5（n∈N*）.33111（Ⅱ）由（Ⅰ）得知bn＝2)，anan＋1(6n－5)[6(n－1)－5]6n－56n＋1

11111111

故Tn＝bi＝2[(1－7＋(713)＋…＋()]＝2），6n－56n＋16n＋1i=1

11m1m

因此，要使220n∈N*）成立的m，必须且仅须满足220，即m≥10，所以

6n＋1满足要求的最小正整数m为10.22．【解】（Ⅰ）由于an1(n2n)an(n1，2，)，且a11．

所以当a21时，得12，故3．从而a3(2223)(1)3．（Ⅱ）数列an不可能为等差数列，证明如下：由a11，an1(n2n)an 得a22，a3(6)(2)，a4(12)(6)(2)．

若存在，使an为等差数列，则a3a2a2a1，即(5)(2)1，解得3．于是a2a112，a4a3(11)(6)(2)24．这与

an为等差数列矛盾．所以，对任意，an都不可能是等差数列．

（Ⅲ）记bnn2n(n1，2，)，根据题意可知，b10且bn0，即2 且n2n(nN*)，这时总存在n0N*，满足：当n≥n0时，bn0；当n≤n01时，bn0．所以由an1bnan及a110可知，若n0为偶数，则an00，从而当nn0时，an0；若n0为奇数，则an00，从而当nn0时an0．因此“存在mN，当nm时总有an0” 的充分必要条件是：n0为偶数，b2k(2k)2k0

记n02k(k1．，2，)，则满足2

b(2k1)2k102k1

故的取值范围是4k22k4k22k(kN*)．

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