数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式

数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式（通用13篇）

数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式 篇1

证明：（1）当n=1时，左=2，右=2，则等式成立．（2）假设n=k时（k∈N，k≥1），等式成立，即 2+4+6+…+2k=k（k+1）． 当n=k+1时，2+4+6+…+2k+（k+1）

所以n=k+1时，等式也成立．

根据（1）（2）可知，对于任意自然数n，原等式都能成立． 生甲：证明过程正确．

生乙：证明方法不是数学归纳法，因为第二步证明时，没有应用归纳假设．

师：从形式上看此种证明方法是数学归纳法，但实质在要证明n=k+1正确时，未用到归纳假设，直接采用等差数列求和公式，违背了数学归纳法的本质特点递推性，所以不能称之为数学归纳法．因此告诫我们在运用数学归纳法证明时，不能机械套用两个步骤，在证明n=k+1命题成立时，一定要利用归纳假设．

（课堂上讲评作业，指出学生作业中不妥之处，有利于巩固旧知识，为新知识的学习扫清障碍，使学生引以为戒，所谓温故而知新）

（二）讲授新课

师：在明确数学归纳法本质的基础上，我们来共同研究它在不等式证明中的应用．（板书）例1已知x＞-1，且x≠0，n∈N，n≥2．求证：（1+x）n＞1+nx． 师：首先验证n=2时的情况．

（板书）证：（1）当n=2时，左边=（1+x）2=1+2x+x2，右边=1+2x，因x2＞0，则原不等式成立．

数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式 篇2

首先, 针对学生高中所接触的极限的通俗定义来切入。即当n无限增大时, xn趋向于A。这种通俗的定义方法只能定性而不能定量来描述数列的极限过程, 如何把这两句话转化为ε-N精确定义是关键, 也就是说如何刻画“无限增大”和“无限趋向”这两种定性语言。首先看“xn趋向于A”这句话, 也就是说xn和A很接近, 那么我们任意的给定一个很小的正数ε, 都有|xn-A|比我们给定的ε还要小, 这里用到了ε的任意性;再看“当n无限增大时”这句话, 并不是n从第一项或者第二项就满足|xn-A|<ε的, 也就是说不是一开始就能保证数列{xn}逼近A, 而是找到一项N, 从第N项之后的那些xn满足|xn-A|<ε, 所以这里的N是存在性, 只要能说明N存在即可。注意到N的选取是受到ε的制约的, ε越小, 则N越大, 从而把极限的通俗定义转化为定量的精确定义。

下面将数列极限的定义叙述出来:当n>N时, 有|xn-A|<ε。由上面定义可以看出证明极限存在的步骤: (1) 从|xn-A|<ε中反解出n成立的条件; (2) 取出N。所以如何寻找N是证明的一个重点。在多数证明极限存在的题中, |xnA|<ε并不是直接可以解出来的, 将|xn-A|<ε适当放大到合适的g (n) , 通过g (n) <ε寻找N, 这样放缩后解题更为简单。下面用例子来说明如何放缩成最为合适的g (n) 。

在上述证明过程中, 不等式放大的地方需要注意以下问题。

其次, 在极限定义式中, ε是任意的, 可以任意大也可以任意小, 但是, 定义中我们主要强调的ε是的任意小性。因此通常限定0<ε<1, 但不能限定ε>1。

总之, 对于数列极限, 特别是用ε-N定义来证明时, 在证明过程中用到缩放时, 要层层剖析, 由浅入深, 注意放缩的技巧, 把握ε-N定义证明的内涵。

参考文献

[1]罗守山.高等数学[M].国家行政学院出版社, 2008.

[2]同济大学应用数学系.高等数学 (第六版) [M].北京:高等教育出版社, 2007.

[3]华东师范大学数学系.数学分析 (第三版) [M].北京:高等教育出版社, 2001.

数列、极限及数学归纳法 篇3

例1 已知数列[an]和[bn]满足[a1=m],[an+1=][λan+n,][bn=an-2n3+49.]

（1）当[m=1]时,求证: 对于任意的实数[λ],[an]一定不是等差数列；

（2）当[λ=-12]时,试判断[bn]是否为等比数列.

解析 （1）当[m=1]时,[a1=1,a2=λ+1,][a3=λλ+1][+2=λ2+λ+2]，

假设[an]是等差数列,则由[a1+a3=2a2,]得[λ2+λ+3=2λ+1],即[λ2-λ+1=0],

由Δ[=-12-4⋅1⋅1=-3<0]，矛盾.

故对于任意的实数[λ],[an]一定不是等差数列.

（2）当[λ=-12]时,[an+1=-12an+n.]

而[bn=an-2n3+49,]

所以[bn+1=an+1-2(n+1)3+49]

[=(-12an+n)-2(n+1)3+49]

[=-12an+n3-29=-12(an-2n3+49)=-12bn.]

又[b1=m-23+49,]

故当[m=29]时, [bn]不是等比数列.

当[m≠29]时, [bn]是以[m-29]为首项,[-12]为公比的等比数列.

点评 判断某个数列是否为等差（比）数列，有两种常用方法：①定义法，②看任意相邻三项是否满足等差（比）中项. 若判断某个数列不是等差（比）数列，只需说明前三项不满足即可.

例2 已知数列[an]满足[a1=13]，[a2=79]，[an+2=43an+1-13an][(n∈N*)].

（1）求数列[an]的通项公式；

（2）求数列[nan]的前[n]项和[Sn].

解析 （1）由[an+2=43an+1-13an]，

得[an+2-13an+1=an+1-13an]，

∴数列[an+1-13an]是常数列，

[an+1-13an=a2-13a1=23]，即[an+1=13an+23]，

得[an+1-1=13(an-1)]，

∴数列[an-1]是首项为[a1-1=-23]，公比为[13]的等比数列，[an-1=(-23)⋅(13)n-1]，

故数列[an]的通项公式为[an=1-23n].

（2）[nan=n(1-23n)=n-2⋅n3n].

设[Tn=13+232+333+⋯+n3n]， ①

[13Tn=][132+233+⋯+n-13n+n3n+1]. ②

①-②得[23Tn=13+132+133+⋯+13n-n3n+1]，

∴[Tn=34-2n+34⋅3n].

故[Sn=(1+2+3+⋯+n)-2Tn]

[=n(n+1)2-32+2n+32⋅3n=(n2+n-3)⋅3n+2n+32⋅3n.]

点评 由递推公式求通项公式是考查的重点和难点，是解决后续问题的关键，复习时应重点关注递推数列的类型与求法，重点关注叠加、叠乘、迭代、转化等解题技巧的训练. 已知[Sn]与[an]的关系式[an=fSn]可求[an]，也可求[Sn]，关键是用[an=Sn-Sn-1][(n≥2)]来转化；数列求和的常见方法有分组求和法、倒序相加法、错位相减法、裂项相消法、分解转化法，若涉及正负相间的数列求和常需分奇偶讨论，公比是参数的等比数列求和也需对公比[q=1]和[q≠1]两种情况进行分类讨论.

例3 已知数列[an]和[bn]满足[an=an-1bn]，[bn=bn-11-a2n-1(n≥2)]，当[a1=p,b1=q(p>0,q>0)]且[p+q=1]时.

（1）求证：[an>0,bn>0]且[an+bn=1(n∈N);]

（2）求证：[1an+1-1an=1]；

（3）求[limn→∞bn]的值.

解析 （1）当[n=1]时，命题显然成立，假设[n=k]时命题成立，即[ak>0,bk>0,ak+bk=1]，

当[n=k+1]时，因为[00]，

于是[bk+1=bk1-a2k>0]，[ak+1=akbk+1>0]，

[ak+1+bk+1=akbk+1+bk+1=(ak+1)bk+1]

[=(ak+1)bk1-a2k=bk1-ak=bkbk=1]得证.

（2）[1an+1-1an=1anbn+1-1an=1an(1bn+1-1)]

[=1an(1-a2nbn-1)=1anbn(1-bn-a2n)]

[=1anbn(an-a2n)=1-anbn=1.]

（3）由（2）可知，[1an=1a1+(n-1)=1p+(n-1),]

所以[an=pp(n-1)+1.]

[∴bn=1-an=1-pp(n-1)+1,]

[∴limn→∞bn=1].

点评 处理两个数列交错渗透的问题，可利用函数思想消元、代换，转化到一个数列中求解.

例4 已知函数[f(x)=x-ln(1+x)]，数列[an]满足[0

（1）求证：[0

（2）求证：[an+1

解析 （1）先用数学归纳法证明[0

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

因为[00]，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)

又因为[0

[an+1-an=an-ln(1+an)-an=-ln(1+an)<0]，

所以[an+1

综上,[0

（2）设函数[g(x)=ln(1+x)-x+x22(00,]所以[g(x)]在[(0,1)]上是增函数. 又[g(x)]在[[0,1]]上连续，且[g(0)=0,]所以当[00]成立，于是[g(an)>0]，即[ln(1+an)-an+a2n2>0.]故[an+1

点评 数列是特殊的函数，数列不等式与一般函数不等式一样，可以考虑从函数的角度来思考，处理的关键是揭开数列不等式的面纱，找准对应的函数，利用函数的单调性来证明.

例5 过点[P(1,0)]作曲线[C:y=xk(x∈(0,+∞),][k∈N*,k>1)]的切线，切点为[Q1],设点[Q1]在[x]轴上的投影是点[P1]；又过点[P1]作曲线[C]的切线，切点为[Q2],设[Q2]在[x]轴上的投影是[P2]；…依此下去,得到一系列点[Q1],[Q2],…,[Qn],…设点[Qn]的横坐标为[an].

（1）试求数列[{an}]的通项公式[an]；（用含[k]的代数式表示）

（2）求证：[an≥1+nk-1;]

（3）求证：[i=1niai

（注：[i=1nai=a1+a2+⋯+an]）

解析 （1）切点是[Qn(an,ank)]的切线方程为[y-ank=kank-1(x-an)].

当[n=1]时,切线过点(1,0),

即[0-a1k=ka1k-1(1-a1)],得[a1=kk-1].

当[n>1]时,切线过点[Pn-1(an-1,0)],

即[0-ank=kank-1(an-1-an)],解得[anan-1=kk-1].

[∴]数列[an]是首项为[kk-1]，公比为[kk-1]的等比数列，故通项[an=(kk-1)n,n∈N*].

（2）[an=(kk-1)n=(1+1k-1)n]

[=C0n+C1n1k-1+C2n(1k-1)2+⋯+Cnn(1k-1)n]

[≥C0n+C1n1k-1=1+nk-1].

（3）设[Sn=1a1+2a2+⋯+n-1an-1+nan],

则[k-1kSn=1a2+2a3+⋯+n-1an+nan+1],

两式相减得

[(1-k-1k)Sn=1a1+1a2+⋯+1an-nan+1]

[<1a1+1a2+⋯+1an]，

[∴][1kSn

故[Sn

点评 数形结合，建立曲线上点的横（纵）坐标的递推关系是处理点列问题的一般方法；形如第（2）问中指数型不等式一般采用构造二项式进行适当放缩即可.

例6 如果一个数列的各项都是实数，且从第2项开始，每一项与它前一项的平方差是相同的常数，则称该数列为等方差数列，这个常数叫这个数列的公方差.

（1）设数列[an]是公方差为[p]的等方差数列，求[an]和[an-1(n≥2,n∈N)]的关系式；

（2）若数列[an]既是等方差数列，又是等差数列，证明该数列为常数列；

（3）设数列[an]是首项为2,公方差为2的等方差数列，若将[a1,a2,⋯,a10]这种顺序的排列作为某种密码，求这种密码的种数.

解析 （1）由等方差数列的定义可知，[a2n-a2n-1=p(n≥2,n∈N);]

（2）因为[an]是等差数列，若设公差为[d]，则[an+1-an=an-an-1=d.]

又[an]是等方差数列，因此[a2n-a2n-1=a2n+1-a2n,]

即[d(an+an-1-an+1-an)=-2d2=0,]

解得[d=0]，即[an]是常数列.

（3）依题意，

[a1=2,a2n-a2n-1=2(n≥2,n∈N),a21=4,]

因此[a2n=4+2(n-1)=2n+2,]

解得[an=2n+2]或[an=-2n+2.]

即该密码的第1个数确定的方法数是1,其余每个数都有“正”或“负”2种确定方法，每个数确定下来时，密码就确定了，即确定密码的方法数有[29=512]种. 故这种密码共512种.

点评 求解“新定义”型问题的关键是先读懂题意，理解“新定义”的本质，再将“新”问题转化到常规问题中处理.

专题训练二

一、选择题

1. 在等差数列[{an}]中，已知[a1=2,a2+a3=13,]则[a4+a5+a6]等于（ ）

A. 40B. 42C. 43D. 45

2. 若数列[{ax}]满足[a1,a2a1,a3a2,…,anan-1,…]是首项为1，公比为2的等比数列，则[a100]等于（ ）

A. 2100 B. 299C. 25050 D. 24950

3. 一个等差数列共[n]项，其和为90，这个数列的前10项的和为25，后10项的和为75，则项数[n]为（ ）

A. 14B. 16C. 18D. 20

4. 已知[{an}]为等差数列，[{bn}]为等比数列，其公比[q≠1]，且[bi>0(i=1,2,3,…,n)],若[a1=b1，a11=b11],则（ ）

A. [a6=b6] B. [a6

C. [a6>b6] D. [a6>b6]或[a6

5. 已知[f(x)＝x＋1，g(x)＝2x＋1]，数列[{an}]满足：[a1＝1，an＋1＝f(an)(n为奇数),g(an)(n为偶数),]则数列[{an}]的前2007项的和为（ ）

A. 5×22008-2008 B. 3×22007-5020

C. 6×22006-5020 D. 6×21003-5020

6. 若[limx→1x2-6x+5x2-1=a,则limn→∞(1a+1a2+1a3+][⋯+1an)]的值为（ ）

A. -2B. [-13]

C. [-12]D. 3

7. 数列[{an}]满足[a1=a,][an+11a2n+4=1,]记[Sn=a21+a22+…+a2n，]若[S2n+1-Snm30]对任意[n∈N*]恒成立，则正整数[m]的最小值（ ）

A. 10 B. 9 C. 8 D. 7

8. 已知等差数列[an]中，[an=2n-1]，在[a1与a2之间插入1个2,]在[a2与a3之间插入2个2]，…，在[an与an+1之间插入n个2]，…，构成一个新的数列[bn]，若[a10=bk]，则[k]=（ ）

A. 45 B. 50 C. 55 D. 60

9. 设等差数列[an]的前[n]项和为[Sn]，若[S19>0,S20<0]，则[S1a1,S2a2,⋯,S19a19]中最大的项是（ ）

A. [S19a19] B. [S11a11] C. [S10a10] D. [S1a1]

10. 我们把球外一点与球面上一动点之间距离的最小值,叫作该点到球面的距离,如果等比数列[an]的首项[a1]为空间一点[(t,1,2)]到球面[(x+8)2+(y－4)2+][(z+2)2=16]的距离的最小值,[Sn]为数列[an]的前[n]项和,且[limn→∞Sn=2],则等比数列[an]的公比[q]等于（ ）

A. 1 B. [12] C. [123] D. [14]

二、填空题

11. 依次写出数列[a1=1,a2,a3,⋯,]法则如下：如果[an-2]为自然数且未写过，则写[an+1=an-2]，否则就写[an+1=an+3]，则[a6=] .

12. 已知数列[an]的前[n]项和为[Sn=n2,]某三角形三边之比为[a2:a3:a4]，则该三角形最大角为 .

13. 已知数列[an]满足[an+1+an-1an+1-an+1=n]（[n]为正整数）且[a2=6]，则数列[an]的通项公式为[an=] .

14. 若数列[an]满足[1an+1-1an=d(n∈N*,d]为常数），则数列[an]为“调和数列”，已知数列[{1xn}]为“调和数列”，且[x1+x2+…+x20=200，]则[x13x18]的最大值是 .

15. 如图，一个类似杨辉三角的递推式，则

1

3 3

5 6 5

7 11 11 7

9 18 22 18 9

……

（1）第[n]行的首尾两数均为 ，

（2）第[n]行的第2个数为 .

三、解答题

16. 已知数列[an]的首项[a1=1，a2=3，]前[n]项和为[Sn]，且[Sn+1]、[Sn]、[Sn-1]分别是直线[l]上的点[A、B、C]的横坐标，点[B]分[AC]所成的比为[2an+1an]，设[b1=1，bn+1=log2(an+1)+bn.]

（1）判断数列[an+1]是否为等比数列，并证明你的结论；

（2）设[cn=4bn+1-1n+1anan+1]，证明：[k=1nck<1.]

17. 已知数列[an]中，[a1=1]，[an=][3n-1an-1]（[n]≥2，[n∈N*]）.

（1）求数列[an]的通项公式；

（2）设[Sn=log3(an273n)]，数列[bn]的前[n]项和为[Sn]，求数列[bn]的通项公式；

（3）求数列[|bn|]的前[n]项和[Tn].

18. 把正整数按上小下大、左小右大的原则排成如图所示的数表：设[aij]（[i、j∈N*]）是位于这个数表中从上往下数第[i]行、从左往右数第[j]个数. 数表中第[i]行共有[2i-1]个正整数.

1

2 3

4 5 6 7

……

（1）若[aij]＝2010，求[i、j]的值；

（2）记[An=a11+a22+a33+…+ann(n∈N*),]试比较[An]与[n2+n]的大小, 并说明理由.

19. 对于正项数列[{an}]，定义其调和均值为[H(n)][=n1a1+1a2+...+1an][(n∈N*)].

（1）若数列[an]中，[H(n)=2n+2]，求[an]的通项公式；

（2）已知[bn]为等比数列，且[b1=1],公比为2，其调和数为[H(n)],是否存在正整数[m],使得当[n≥m][(n∈N*)]时，[H(n)<18]恒成立. 如果存在，求[m]的最小值；如不存在，说明理由.

20. 已知数列[an]、[bn]、[cn]的通项公式满足[bn=an+1-an] ，[cn=bn+1-bn]（[n∈N∗]），若数列[bn]是一个非零常数列，则称数列[an]是一阶等差数列；若数列[cn]是一个非零常数列，则称数列[an]是二阶等差数列.

（1）试写出满足条件[a1=1]、[b1=1]、[cn=1]的二阶等差数列[an]的前五项；

（2）求满足条件（1）的二阶等差数列[an]的通项公式[an]；

（3）若数列[an]中[a1=2]，且[cn-bn+1+3an=-2n+1][(n∈N∗)]， 求数列[an]的通项公式.

21. 设数列[an]的前[n]项和为[Sn=3an-3n+1].

（1）证明：[an3n-2]为等比数列，并求数列[an]的通项公式；

数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式 篇4

教学要求：

了解数学归纳法的原理，并能以递推思想作指导，理解数学归纳法的操作步骤，能用数学归纳法证明一些简单的数学命题，并能严格按照数学归纳法证明问题的格式书写.教学重点：

能用数学归纳法证明几个经典不等式.教学难点：

理解经典不等式的证明思路.教学过程：

一、复习准备：

12221.求证：13352.求证：1n2n(n1),nN*.(2n1)(2n1)2(2n1)1112341n,nN*.n2

1二、讲授新课： 1.教学例题：

① 出示例1：比较n2与2n的大小，试证明你的结论.分析：试值n1,2,3,4,5,6 → 猜想结论 → 用数学归纳法证明

→ 要点：(k1)2k22k1k22kkk23kk2k2….小结：试值→猜想→证明

11② 练习：已知数列an的各项为正数，Sn为前n项和，且Sn(an)，归纳出an的公式

2an并证明你的结论.解题要点：试值n=1,2,3,4，→ 猜想an → 数学归纳法证明 ③ 出示例2：证明不等式|sinn|n|sin|(nN).要点：|sin(k1)||sinkcoscosksin||sinkcos||cosksin|

|sink||sin|k|sin||sin|(k1)|sin|

④ 出示例3：证明贝努利不等式.(1x)n1nx(x1,x0,nN,n1)

22证明：（1）当n=2时，由x0得(1x)12xx12x，即不等式成立；

（2）假设当n=k（k≥2）时不等式成立，即有(1x)1kx：，则当n=k+1时，k(1x)k1(1x)(1x)k(1x)(1kx)1xkxkx21(k1)x，所以当n=k+1时，原不等式也成立； 由（1）（2）知，贝努利不等式成立；

注：事实上，把贝努利不等式中的正整数n改为实数仍有类似不等式成立.当是实数,且或0时,有(1x)≥1x(x1)当是实数,且01时,有(1x)≤1x(x1)

2.练习：试证明：不论正数a、b、c是等差数列还是等比数列，当n＞1,n∈N*且a、b、c互不相等时，均有an+cn＞2bn.解答要点：当a、b、c为等比数列时，设a=

b, c=bq(q＞0且q≠1).∴ an+cn=….qancnacn 当a、b、c为等差数列时，有2b=a+c，则需证＞()(n≥2且n∈N*).22ak1ck11k+1k+1k+1k+11(a+c+a+c)＞(ak+1+ck+1+ak·c+ck·a)….当n=k+1时，244=1kkackacack+1(a+c)(a+c)＞()·()=().42223.小结：应用数学归纳法证明与正整数n有关的不等式；技巧：凑配、放缩.三、巩固练习：

数列极限的证明 篇5

n

xn1xn（Ⅱ）计算lim。n

xn

解（Ⅰ）用归纳法证明xn单调下降且有下界，由0x1，得

0x2sinx1x1，设0xn，则

0xn1sinxnxn，所以xn单调下降且有下界，故limxn存在。

n

记alimxn，由xn1sinxn得

x

asina，所以a0，即limxn0。

n

（Ⅱ）解法1 因为

sinxlimx0

x

1xlime

x0

1sinxlnx2x

lime

x0

1cosx1



2xsinxx

xsinx6x2

xcosxsinx

lime

x0

2x3

lime

x0

e



又由（Ⅰ）limxn0，所以

n

1xn

xn1sinxnxn2

limlimnnxxnn

sinx

limx0x

解法2 因为

1xxe



sinxx

sinxx



sinxx1x

xsinxx



x3，又因为

limsinxx1sinxx,lim1x0x36x0x

xnxsinxxe，sinx6所以lim，ex0x1

故

11xlimn1nxnxnsinxnlimnxn

sinxlimx0xxn1x e1

数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式 篇6

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

Sn

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

n

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*)．

数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式 篇7

关键词：数列型不等式；放缩法；策略

证明数列型不等式最重要的方法为放缩法. 放缩法的本质是基于最初等的四则运算，利用不等式的传递性，对照着目标进行合情合理的放缩. 但放缩程度很难把握，裂项技巧性又太强，常常因找不到放缩、裂项的途径而导致证明的失败. 如何找到放缩、裂项的一般途径呢？放缩过程中最难处理的是减小放缩的误差，这又如何处理呢？

对通项进行化简，先求和再放缩

例1 已知数列an=，设数列{an}的前n项和为Sn，求证：Sn<.

分析：对于这道题，思考的问题是先放缩还是先求和，看看条件中{an}的通项公式，分母中有递推式：n2，（n+2）2，那么，就可以改写成“递推相减”的形式，所以，此题应采用先求和后放缩.

这里的变量r、i与q称为控制变量，作为误差调整的手段，还要兼顾从第几项开始实施放缩. 对于前三种的处理方法，显然第三种处理方法要烦一点，从前面的分析中，我们要学会如果来选择变量控制误差，以及变量取什么值. 从目标入手，目标驱动想法，这种分析问题的意识很重要.

想法二：放缩成“裂项相消型”，如何恰到好处地放缩成“裂项相消型”，思维着力点：把原式放缩成一个具有递推关系的结构，通常是将分式结构中的分母放缩成递推式，然后裂成“递推相减”的形式.

在问题研究的过程中，放缩的方向就是朝着“可求和”数列进行放缩，在“裂项相消型”的放缩中，问题的关键是将分母朝着“递推式”进行放缩. 在控制误差方面，一方面可以考虑延后放缩，另一方面可以考虑待定系数引入参数控制误差，而引入参数的方法不唯一，所以此类问题处理也比较灵活.

构造递推不等式（等差型，等比型）

我们前面研究的“数列和”不等式的题型，条件中的通项都是给出的. 如果条件给出的是递推公式，研究“数列和”不等式，那么我们首先要考虑的是，能否将数列的通项公式求出，如果通项公式求不出，那么我们常见的想法就是从目标入手，对题目中的目标进行研究，将递推公式朝着等差数列进行放缩，或者朝着等比数列进行放缩，总之，也是朝着“可求和”的数列进行放缩. 如果是朝着等差数列进行放缩，通过对目标的研究，得到放缩的公差是多少，假设公差为d，也就是说，我们放缩成类似于：an+1≥an+d形式，那么，由递推关系，便得到：an≥a1+（n-1）d，且Sn≥na1+d. 如果是朝着等比数列进行放缩，也是通过对目标的研究，得到放缩的公比是多少，假设公比为q（q>0），也就是说，将递推公式放缩成类似于：an+1≥an·q形式，那么，同样由递推关系，我们便得到：an≥a1·qn-1，且Sn≥（1-qn）. 下面举例说明.

从上述例题，看出递推放缩的数列与不等式的综合题，解决的关键在于放缩，放缩是一种不等变形，没有目标的指向，很难有效放缩，如果我们将其放缩成等差数列、等比数列，再从目标研究，放缩的公差、公比是多少，那么放缩的指向性明显加强，从而降低了此类问题的解决难度. 此外，根据对目标的分析，确定放缩的目标，可以利用比较法（作差或作商）来解决，在思维上也降低了难度.

本文对数列与不等式的综合题的处理方法作了分析与研究，数列型不等式，它不但可以考查证明不等式和数列的各种方法，而且还可以综合考查其他多种数学思想方法. 处理数列型不等式最重要的方法就是放缩法. 放缩过程中，我们需要考虑是先求和还是先放缩，如果通项能求和，这样问题还是容易处理，如果通项不能求和，就需要先放缩再求和，朝着“可求和”的数列进行放缩，常见的是朝“等比型”和“裂项相消型”进行放缩，在放缩过程中经常会出现放缩过大，那么需要减少误差，在两种减小误差的方法中，相对而言引入恰当参数控制误差方便一些. 当然，我们也可以根据数列的特征，构造函数，利用函数的单调性等方法进行放缩. 对于条件给出的是递推公式的数列不等式，我们应该朝着等差数列或等比数列进行放缩，但如果我们能对目标进行恰当的分析，找到需要放缩的目标，直接采用比较法将问题解决，相当方便一些. 只有正确把握了放缩法的方法思路和规律特征，我们在证明数列型不等式的压轴题时，就会豁然开朗，快速找到突破口.

强化命题证明一类数列不等式 篇8

强化命题证明一类数列不等式

201203华东师大二附中任念兵数列不等式是近年来高考和竞赛中的热点题型，其中一类形如

in0n1C（C为常数）ai的证明题难度较大.由于此类不等式的右边是常数，所以数学归纳法证明无法实现归纳过渡，但通过对归纳过渡过程的研究,可以放缩右边的常数,将命题加强为

in0an1iC1,其中gngn0表示关于正整数n的函数式,从而可以构造单调递减数列巧妙的证明这类问题.例1：求证：1

9111nN* 2252n14

91111„„„„„„（1）252n124gn分析：①首先假设命题可以强化为

接着思考的问题自然是：要使加强命题成立，gn应满足什么条件呢？

②既然加强命题（1）成立，则可以利用数学归纳法加以证明：

111.„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(2)n1时, 94g1归纳假设1

91111,接下来要证 252k124gk111111„„„„„„„„„„„„„„(3)229254gk12k12k3而由归纳假设只能得到1

9111111.如果能证得252k122k324gk2k32

11111，即 4gk2k324gk1111.„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(4)gkgk12k32

则可以由不等式的传递性知道（3）式成立，从而由归纳法原理证明了加强命题（1）.从上述分析可知, gn必须同时满足(2)(4)两式.③明确gn应满足的条件后,我们就可以“确定”gn的表达式了.观察(4)式的结构,不等式右边分母是二次多项式,于是我们考虑到,如果gn是一次多项式,则不等式左边通分后也是一个二次多项式,这样(4)式就转化为两个二次多项式的比较,从而可以通过gn的系数控制使(4)式成立.设gnanb(a,b为待定的常数), 将gnanb代入(4)式知

a2k32akbakab对kN*恒成立,整理得

4ak212ak9aa2k22aba2kbab对kN*恒成立,比较各项系数得

a4,b4.又因为gnanb同时满足(2)式,代入得ab36.所以,不妨取a4,b4,5

即得gn4n4.从而,原不等式可以加强为:

11111

nN*.„„„„„„„„„„„„„„„(5)

9252n1244n4

④将上述分析过程略加整理就能得到加强命题的数学归纳法证明,而下面利用数列单调性的方法更为简捷.证明:记fn

fn1fn

1111,则有 9252n124n4

2n32



1111

220即fn单调递

4n144n44n12n94n12n8

减,故fnf1

,加强命题(5)得证.984

注:上述证明的关键步骤fn1fn0实际上就是分析过程中的(4)式.我们不难发现处理此类问题的一般步骤是:首先假设加强命题

in0



n

成立,C

aign接着明确gn应满足的条件，然后确定gn的表达式，最后构造单调递减数列完成巧妙的证明.按照这样的思路我们再看下面两个例子:

11115

例2:求证:23nnN*.212121213分析: 假设加强命题为：

111151

.gn应同时满足23n2121213gn21

151

.„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(6)

213g1111

.„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(7)k1

gkgk121

观察(7)式的结构,不等式右边的分母是指数结构,因此我们考虑gn是指数结构.设

和

gna2n,将gna2n代入(8)式知a2k12k11恒成立,故有a1.又因为

gna2n同时满足(6)式,代入得a

3377

.因此得a1,不妨取a,即得gn2n,4848

以下略.例3: 已知正整数n1,求证: 1分析: 假设加强命题为：11

1119

.2！3！n!5

11191

.gn应同时满足

2！3！n!5gn191

.„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(8)

25g2111

.„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(9)

gkgk1k1!

k

1对k2恒成立,故有a2.又因为gnan!同时满足(8)式,a

和

观察(9)式的结构,不等式右边是阶乘结构,因此我们考虑gn是阶乘结构.设gnan!.将

gnan!代入(9)式知

代入得a

.因此得a2,不妨取a2,即得gn2n！,以下略.33

本文举例探讨了如何强化命题来证明不等式

in0

n

n

a

n

i

C，这里有几点需要加以说明:

①将

in0



111,关键是明确gn应满足的条件和gn的式子结构.C强化为Caiagnini



根据数学归纳法的思考过程可以确定gn应满足的条件，而gn的式子结构是由an决定的:

若an是多项式则gn是多项式,若an是指数结构则gn是指数结构,如此等等.然后,利用待定系数法便可求出合理的gn（这样的gn往往不唯一,但系数有范围限制）.②强化命题后,我们利用数列的单调性来证明加强命题,这不仅简化了证明过程,而且缩小了

in0



n

17341的上界.如例1的上界可以缩小为,例2的上界可以缩小为，例3的上界可以缩小

7221ai

为.另外，我们还可以通过改变待定系数来调整gn,进一步缩小的上界.a4iin



n

③本文研究的不等式

in0

n



n

都是收敛C具有深刻的高等数学背景.实际上,这些级数

aiaiin



的,in0

n



C就是对收敛级数的上界估计.如例3的背景是级数ai



i!e1,因此有

i1



近年来的各地高考中以高等数学知识为背景的问题频i!e15.值得一提的是，i1

i1

i!

数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式 篇9

【学习目标】

1.会用数学归纳法证明贝努利不等式1x1nxx1,x0,nN，了解当n n

为实数时贝努利不等式也成立

2.培养使用数学归纳法证明不等式的基本技能

【自主学习】

1.使用数学归纳法独立完成贝努利不等式1x1nxx1,x0,nN的证n

明

2.自我感悟什么样的不等式易于用数学归纳法证明？

3.用数学归纳法证明不等式时要使用归纳假设进行放缩，如何放缩才能奏效，要积累经验，特别是出现二次式时要注意留心总结.4．对于两个数的大小的探究要提高警惕，一般探究要比较的丰富，才利于做出正确的猜测.【自主检测】

1.用数学归纳法证明1

12131*nnN,n1时，由n=k（k>1）时不等2n1

式成立，推证n=k+1时，左边应增加的项数是（）

A.2k1B.2k1C.2kD.2k1

2.用数学归纳法证明11n1n2111nN*时，由n=k到n=k+1时，不nn2

4等式左边应添加的项是＿＿＿＿

3.当n=1，2，3，4，5，6

时，比较2n与n2后，你提出的猜想是＿＿＿＿

【典型例题】

111例1.用数学归纳法证明：nN,n1 111352n1

例2.设数列an满足an1an2nan1nN*

1.a12时，求a2,a3,a4并由此猜想an的一个通项公式

2a13时，证明对所有n1有1ann2

2例3.已知函数gxx22xx1,fxabaxbx，其中a、bR,a1,b1,ab,ab4对于任意的正整数n，指出fn与g2n的大小关系，并证明之

x11 +1a11a211 1an

2【课堂检测】

1.设n为正整数，fn1nN，计算知11231n

357f2,f42,f8,f163,f32，据此可以猜测得出一般性结论为()222

2n1n2n2 A.f2nB.fn2C.f2nD.以上都不对 222

n0为验证的第一个值，2.欲用数学归纳法证明对于足够大的正整数n，总有2nn3，则()A.n01B.n0为大于1小于10的某个整数C.n010D.n02

3.用数学归纳法证明111241127，n的起始值至少应取为n126

44.等比数列an的前n项和为Sn，已知对任意的正整数n，点n,Sn均在函数

ybxr(b0,b1，b、r均为常数）的图像上.(1)求r的值

(2)当b=2时，记bn2log2an1

nN*，证明对所有正整数n，不等式 b11b21b1b2bn1 bn

【总结提升】

1.数学归纳法依然是证明与正整数有关的不等式行之有效的方法.但在证明递推的依据是成立的时候常常需要放缩，故千万要注意不等式的基本性质和函数的单调性的作用.2.数学归纳法证明不等式时有时不能直接进行，常需加强命题，为此难度就比较大，且加强又不易完成.如证明1

为111223211222315nN*,n1，就可以加强2n3152nN*,n1再用数学归纳法.2n32n1

用放缩法证明数列求和中的不等式 篇10

近几年，高考试题常把数列与不等式的综合题作为压轴题，而压轴题的最后一问又重点考查用放缩法证明不等式，这类试题技巧性强，难度大，做题时要把握放缩度，并能自我调整，因此应加强此类题目的训练。

高考题展示：

（2006年全国卷I）设数列an的前n项的和

Sn412an2n1，n1,2,3, 333

n32n

，证明：Ti（Ⅰ）求首项a1与通项an；（Ⅱ）设Tn，n1,2,3,2Sni1

nn解：易求an42（其中n为正整数）

4124122Snan2n14n2n2n12n112n13333333

nn232311Tnn1Sn2212n122n12n11

所以：

T22ii1n3113112n112（2006年福建卷）已知数列an满足a11,an12an1(nN*).（I）求数列an的通项公式；（II）证明：an1a1a2n...n(nN*).23a2a3an12解：（I）易求an221(nN*).ak2k12k11k1,k1,2,...,n,（II）证明：ak1212(2k1)22aaan12...n.a2a3an12ak2k11111111k1.,k1,2,...,n, ak12122(2k11)23.2k2k2232kaaan1111n11n112...n(2...n)(1n), a2a3an12322223223an1aan12...n(nN*).23a2a3an12

111115S，证明：nn2122232n23点评：两个高考题向我们说明了数列求和中不等关系证明的两种方法：1.每一项转化为两项差，求和后消去中间项（裂项法）与放缩法的结合；2.用放缩法转化为等比数列求和。题1.已知数列an中an

放缩一：1111(n2)2nn(n1)n1n

***()()222222222123n123455667n1n***238924005111.＝136400n36400360036003Sn

点评：此种放缩为常规法，学生很容易想到，但需要保留前5项，从第6项开始放大，才能达到证题目的，这一点学生往往又想不到，或因意志力不坚强而放弃。需要保留前5项，说明放大的程度过大，能不能作一下调节？ 放缩二：111111(),(n2)n2n21(n1)(n1)2n1n1

***()()122232n2122222435n2nn1n***5()().4223nn142233Sn

点评：此种方法放大幅度较

（一）小，更接近于原式，只需保留前2项，从第3项开始放大，能较容易想到，还能再进一步逼近原式？ 放缩三：1111111()2(),(n1)211111n2n12n1n2(n)(n)nn42222

Sn111111111111512()12()122232n235572n12n132n13本题点评：随着放缩程度的不同，前面需保留不动的项数也随着发生变化，放缩程度越小，精确度越高，保留不动的项数就越少，运算越简单，因此，用放缩法解题时，放缩后的式子要尽可能地接近原式，减小放缩度，以避免运算上的麻烦。

n2n

题2.已知数列an中ann，求证：ai(ai1)3.21i1

2i12i2i111方法一：ai(ai1)i.iiiii1i1i2121(21)(22)(21)(21)2121

ai(ai1)

i1n

211111111()()()33.121223n1nn(21)21212121212121

方法二：

2i1111ai(ai1)i.(i2)(21)22i22i22i2i22i1

2i22

11111ai(ai1)22n12(1n1)3n13.22222i1

点评：方法一用的是放缩法后用裂项法求和；方法二是通过放缩转化为等比数列求和，从数值上看方法二较方法一最后结果的精确度高(3

明的结果3。

同类题训练：

1.已知数列a

n中an，Sn是数列的前n

考研数学中的不等式证明 篇11

陈玉发

郑州职业技术学院基础教育处450121

摘要：在研究生入学考试中，中值定理是一项必考的内容，几乎每年都有与中值定理相关的证明题．不等式的证明就是其中一项．在不等式的证明中，利用函数的单调性，构造辅助函数是一种常用并且非常有效的方法．但是，有时这种方法非常繁琐．巧用中值定理可使一些不等式的证明简化．

关键词：考研数学不等式中值定理幂级数

（作者简介：陈玉发，男，汉族，出生于1969年5月工作单位：郑州职业技术学院，副教授，硕士，从事数学教育研究．邮编：450121）

微分中值定理是微积分学中的一个重要定理，在研究生入学考试中，几乎每年都会有与中值定理相关的证明题．不等式就是其中一项。下面就考研数学中的不等式证明谈一下中值定理的应用． 在不等式的证明中，利用函数的单调性，构造辅助函数是一种常用并且非常有效的方法．但是，有时这种方法非常繁琐．巧用中值定理可以使一些不等式的证明过程得到简化．下面就历年考研数学中的不等式证明题谈一下．

例1（1993年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第六题）

(2)设bae，证明ab ba

xa对此不等式的证明，一般我们会想到构造辅助函数，f(x)ax，f(a)0，然后证明

在xa时，f(x)0．这个想法看似简单，而实际过程非常繁琐，有兴趣的读者可以试着证明一下．下面笔者给出几个简便的证明．

证：Ⅰ利用拉格朗日中值定理：abbabalogabbalnb lna

lnblna lna

lnblnalna baa

1lna，其中eablnabaa

1

1lna，其中eab． a

原命题得证．

证：Ⅱ 利用微分中值定理，abeblnaalnb









blnb alnablnblna1 alnab1b1ln alnaab1b1(lnln1)alnaablnln1lna（微分中值定理）1a

1

lna，（1b）a

原命题得证．

证明Ⅲ 利用幂级数展开：

设bax，原不等式等价于

aaxa (ax)aaaax(a)x

xa(1

而 xa)，a

ln2a2a1lnaxx2!xlnnanxn!，xxa(a1)x2a(a1)(an1)xn(1)a1a()()． aa2!an!a

a(a1)(an1)n由于x0，ae，所以lna1，lna．通过比较以上两个级数可知原na

不等式成立．

对于不等式a(1

一下．

例2（1992年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第六题）xxa)的证明仍可以利用拉格朗日中值定理证明，有兴趣的读者可以自己证a

设f(x)0，f(0)0，证明对任何x10,x20，有f(x1x2)f(x1)f(x2)． 证：不妨设x1x2，f(x1x2)f(x1)f(x2)f(x1x2)f(x2)f(x1)

f(x1x2)f(x2)f(x1)f(0)(x1x2)(x2)x10

f(1)f(2)，x21x1x2，02x1x2，显然21，而f(x)0，所以f(x)单调递减．原不等式得证．

例3（1999年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第六题）

论证：当x0时,(x21)lnx(x1)2 ．(x21)lnx

证：(x1)lnx(x1)(x1)21 22

(x1)lnx1 x1

(x1)lnx(11)ln11，（柯西中值定理）x1

ln(1)

1，（介于1与x之间）

1ln0． 当1时，上式显然成立；当01时，我们可以证明，

命题得证．

例4（2004年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第三题）

(15)设eabe2，证明lnblna

22224(ba)． 2e4ln2bln2a4证：lnblna2(ba)2 e(ba)e

142ln2，(eabe2)e

1

ln2，2e

因为eabe2，所以，lnelne222． eee

所以，原不等式成立．

例5（2006年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题第（17）题）

证明：当0ab时，bsinb2cosbbasina2cosaa．

证：令f(x)xsinx2cosxx

bsinb2cosbbasina2cosaa

f(b)f(a) 0

f(b)f(a)0 ba

f()cossin0，0ab

令f(x)xcosxsinx，f()0，f(x)cosxxsinxcosxxsinx0，0axb，所以在(0,)内，f(x)单调减少，即f(x)0．

原命题得证．

例6（2010年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷第(17)题

(1)比较1

0lnt[ln(1t)]ndt与tnlnt的大小,说明理由。01

解：因为lnt[ln(1t)]n

tnlnt[ln(1t)]n tn

[ln(1t)nln(1t)ln(10)n][]（拉格朗日中值定理）tt0

()1，0t1，1n



所以lnt[ln(1t)]tlnt。即nn1

0lntt)]dtn10tnlnt。

例7（2012年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题第（18）题）

1xx2

cosx1，(1x1)．证明：xln1x2

证：原不等式等价于：

x2

x[ln(1x)ln(1x)]1cosx 2

xx2

（仅当x0时取等号）x[ln(1x)ln(1x)]2sin222

[ln(1x)ln(1x)]1（当x0时）2xxx2sin222

11111，（柯西中值定理，其中0x1），sinx

21，0x1 2(sin)(1)x

因为(sin)(12)22x，所以不等式成立．

利用同样的方法可以证明当1x0时，不等式成立．

综上所述，原不等式成立．

xx例8 证明：当x0时，xe1xe．

证：当x0时，ex1xxe1xe1e xxx

exe0

1ex，（利用柯西中值定理）x0

1eex，其中0x．

原不等式成立．

例9 证明：当0x

2时，sinxtanx2x．

证明：sinxtanx2xsinxtanx2 x

sinxtanx(sin0tan0)2 x0

cossec22（柯西中值定理）1

cossec22，因为

cossec2所以，原不等式成立．

中值定理是证明不等式时常用的一个非常有效的工具．我们习惯于构造辅助函数，利用单调性来证明不等式．而函数的单调性还是通过拉格朗日中值定理进行证明的．因此，利用单调性证明不等式的基础还是微分中值定理．以上几例体现了中值定理在证明不等式时的效果．

高中数学2.5不等式的证明教案 篇12

一、教学重点

1、理解比较法、综合法、分析法的基本思路。

2、会运用比较法、综合法、分析法证明不等式。

比较法

（一）作差法

一开始我们就有定义： 对于任意两个实数有，也就是说，证明两实数

大小，我们可以作差，然后进行变形，判断其差的符号（将差和0作比较），从而证明不等式。

例1 求证：证明：

几何意义： 函数的图像始终在函数的图像之上

A1个单位B

训练作差法基本能力，并让学生从不同角度理解不等式 例2 设

求证：

证明：

作差

/ 6

这题让学生说，主要训练作差法，为之后作商铺垫

（二）作商法 设实数，则有

作商，与1比较 例2 设证明：

求证：

/ 6

在作差法的基础上提出作商，让学生体会这两者各自的优点

综合法

从已知条件出发，利用已知的命题和运算性质作为依据，推导出求证的结论。

例3 求证：若，则有

证明：

在教授综合法的同时，给出这个基本不等式

例4 已知（1），求证：

（2）

证：（1）

/ 6（2）

这题主要为1的妙用，为学生做题拓宽新的思路

分析法

从要证的结论出发，经过适当的变形，分析出使这个结论成立的条件，把证明结论转化为判定这些条件是否成立，从而判断原结论成立。

要证 例4 若，则有，如果有，那么只要证明了，就有

/ 6

在教授分析法的同时，给出这个基本不等式

例5 设，则有

先证

再证

/ 6

在教授分析法的同时，给出这个绝对值不等式，学生以后也能用

数列、极限、数学归纳法·用数学归纳法证明不等式 篇13

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： ⑴添加或舍去一些项，如：

⑵将分子或分母放大（或缩小）a21a；n(n1)n

n(n1)n(n1)⑶利用基本不等式，如：lg3lg5(lg3lg52)lglglg4；

201n01⑷二项式放缩:2n(11)nCn,2nCnCnCnCnn1,22nC0C1C2nn22nn(n1)(n2)nnn2

(5)利用常用结论：

Ⅰ.的放缩

Ⅱ.1的放缩(1)：

k2111（程度大）2k(k1)kk(k1)

11111（程度小）()k1(k1)(k1)2k1k12Ⅲ.1 的放缩(2)：122kk

411（程度更小）Ⅳ.1的放缩(3)：

1222()k4k12k12k1k2

Ⅴ.分式放缩还可利用真（假）分数的性质:bbm(ba0,m0)和bbm(ab0,m0)

aamaam

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,反之亦然.Ⅵ.构造函数法 构造单调函数实现放缩。例：f(x)x(x0)，从而实现利用函数单调性质的放缩：1x

f(ab)f(ab)。

一． 先求和再放缩

例1.an

1,前n项和为Sn，求证：sn1 n(n1)

例2.an(), 前n项和为Sn，求证：sn

13n1 2/ 6

二． 先放缩再求和

（一）放缩后裂项相消

例3．数列n，（二）放缩后转化为等比数列。{a}an(1)n11s2nn，其前n项和为sn，求证：2

2{b}b1,bb(n2)bn3 n1n1n例4.满足：

bnn

11111Tn...Tn3b13b23b33bn，求证：2（2）（1）用数学归纳法证明：

三、裂项放缩

例5.(1)求k1n24k21n的值;(2)求证:15.2k1k

3例6.(1)求证:1112235171(n2)

262(2n1)(2n1)

(2)求证:111111 2416364n24n

(3)求证：2(n11)11112(n11)

2n

例7.求证:6n111512(n1)(2n1)49n3

例8.已知an4n2n,Tn

2na1a2an,求证:TTTT3.123n

2四、分式放缩

姐妹不等式:bbm(ba0,m0)和bbm(ab0,m0)

aamaam

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,反之亦然.例9.姐妹不等式:(11)(11)(11)(11)n1和

352n

111111也可以表示成为(1)(1)(1)(1)2462n2n1

2n1和135(2n1)2462n2n12462n135(2n1)

111例10.证明:(11)(1)(1)(1)3n1.473n

2五、均值不等式放缩

例11.设Sn23n(n1).求证n(n1)S2n(n1)

2.2

例12.已知函数f(x)

求证：f(1)11，a>0,b>0,若4，且f(x)在[0，1]上的最大值为，f(1)bx21a2

512n1f(2)f(n)n1.2六、二项式放缩

01n012n(11)nCn,2nCnCnCnCnn1, 22nC0C1C2nn22nn(n1)(n2)nnn

2例13.设n1,nN，求证(2)n38.(n1)(n2)

例14.an23n ,试证明：.n1111≤ 4n2a1a2an

4七、部分放缩(尾式放缩)

例15.求证: 1

1313211

32n11

47例16.设an1111,a2.求证：an2.ana2a

3八、函数放缩

例17.求证：ln2ln3ln4ln33n5n6(nN*).n23436n

2例18.求证:2,ln2ln3lnn2nn1(n2)23n2(n1)

例19.求证:111ln(n1)111 23n12n

九、借助数列递推关系例20.若a11,an1ann1,求证:1a1 112(n11)a2an

例21.求证:113135135(2n1)2242462462nn2

1十、分类放缩例22.求证:111231n