放縮法證明不等式

2021-05-18 11:38:43 字數 2659 閱讀 4546

1、運用放大、縮小分母或分子的辦法來達到放縮的目的

分式的放縮對於分子分母均取正值的分式,如需放大,則只要把分子放大或分母縮小即可;如需縮小,則只要把分子縮小或分母放大即可.還可利用真分數的分子和分母加上同乙個正數,則分數值變大;假分數的分子和分母加上同乙個正數,則分數值變小來進行放縮.

例1、若a,b,c,d是正數.求證:

證明: 又或

(利用)

∴例2、求證:

證明:∵

∴【變式】∵∴

本題說明:此題採用了從第三項開始拆項放縮的技巧,放縮拆項時,不一定從第一項開始,須根據具體題型分別對待,即放不能太寬、縮不能太窄,真正做到恰到好處。

例3、求證:

證明:∵∴∴

練習:求證

證明:∵

∴說明:觀察數列的構成規律,採用通項放縮的技巧把一般數列轉化成特殊數列,從而達到簡化證題的目的。

本題說明:此題採用了通項放縮,使放縮後能拆項相消的技巧。

2、新增或捨棄一些正項(或負項)

例4、已知求證:

證明:若多項式中加上一些正的值,多項式的值變大,多項式中加上一些負的值,多項式的值變小。由於證明不等式的需要,有時需要捨去或新增一些項,使不等式一邊放大或縮小,利用不等式的傳遞性,達到證明的目的。本題在放縮時就捨去了,從而是使和式得到化簡.

例5、證明:

證明:∴【練習】求證:

證明:∵

∴3、利用基本不等式放縮

例6、若,求證:

證明:∵

∴例7、求證:

證明:練習:當時,求證:

證明:∵, ∴,且,

∴,∴時, .

練習:已知,證明:不等式對任何正整數都成立.

證明:要證,只要證.

因為,,

故只要證,

即只要證.

因為,所以命題得證.

本題通過化簡整理之後,再利用基本不等式由放大即可.

3、逐項放大或縮小

例8、設,求證:

證明:∵,

∴, ∴

本題利用,對中每項都進行了放縮,從而得到可以求和的數列,達到化簡的目的

4、放大或縮小「因式」

例9、已知數列滿足求證:

證明本題通過對因式放大,而得到乙個容易求和的式子,最終得出證明.

二、放縮法證明「數列+不等式」問題的兩條途徑

用放縮法解決「數列+不等式」問題通常有兩條途徑:一是先放縮再求和,二是先求和再放縮。

1、 先放縮再求和

例1 (05年湖北理)已知不等式其中為不大於2的整數,表示不超過的最大整數。設數列的各項為正且滿足

,證明:,

分析:由條件得

……,以上各式兩邊分別相加得:

=本題由題設條件直接進行放縮,然後求和,命題即得以證明。

練習:函式f(x)=,求證:f(1)+f(2)+…+f(n)>n+.

證明:由f(n)= =1-

得f(1)+f(2)+…+f(n)>

.此題不等式左邊不易求和,此時根據不等式右邊特徵, 先將分子變為常數,再對分母進行放縮,從而對左邊可以進行求和. 若分子, 分母如果同時存在變數時, 要設法使其中之一變為常量,分式的放縮對於分子分母均取正值的分式。

如需放大,則只要把分子放大或分母縮小即可;如需縮小,則只要把分子縮小或分母放大即可。

例2(04全國三)已知數列的前項和滿足:,

(1)寫出數列的前三項,,;

(2)求數列的通項公式;

(3)證明:對任意的整數,有

分析:⑴由遞推公式易求:a1=1,a2=0,a3=2;

⑵由已知得:(n>1)

化簡得:,,

故數列{}是以為首項, 公比為的等比數列.

故 , ∴

∴數列{}的通項公式為:.

⑶觀察要證的不等式,左邊很複雜,先要設法對左邊的項進行適當的放縮,使之能夠求和。而左邊=,如果我們把上式中的分母中的去掉,就可利用等比數列的前n項公式求和,由於-1與1交錯出現,容易想到將式中兩項兩項地合併起來一起進行放縮,嘗試知:,

,因此,可將保留,再將後面的項兩兩組合後放縮,即可求和。這裡需要對進行分類討論,(1)當為偶數時,

(2)當是奇數時,為偶數,

所以對任意整數,有。本題的關鍵是並項後進行適當的放縮。

2、 先求和再放縮

例3(武漢市模擬)定義數列如下:

證明:(1)對於恒有成立。

(2)當,有成立。

(3)。

分析:(1)用數學歸納法易證。

(2)由得:

, … ,

以上各式兩邊分別相乘得:

,又,(3)要證不等式,

可先設法求和:,再進行適當的放縮。

,,又,,原不等式得證。

本題的關鍵是根據題設條件裂項求和。

以上介紹了用「放縮法」證明不等式的幾種常用策略,解題的關鍵在於根據問題的特徵選擇恰當的方法,有時還需要幾種方法融為一體。在證明過程中,適當地進行放縮,可以化繁為簡、化難為易,達到事半功倍的效果。但放縮的範圍較難把握,常常出現放縮後得不出結論或得到相反的現象。

因此,使用放縮法時,如何確定放縮目標尤為重要。要想正確確定放縮目標,就必須根據欲證結論,抓住題目的特點。掌握放縮技巧,真正做到弄懂弄通,並且還要根據不同題目的型別,採用恰到好處的放縮方法,才能把題解活,從而培養和提高自己的思維和邏輯推理能力,分析問題和解決問題的能力。

希望大家能夠進一步的了解放縮法的作用,掌握基本的放縮方法和放縮調整手段.

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