用放縮法證明不等式

2022-02-13 06:43:14 字數 1805 閱讀 9868

不等式是高考數學中的難點,而用放縮法證明不等式學生更加難以掌握。不等式是衡量學生數學素質的有效工具,在高考試題中不等式的考查是熱點難點。本難點著重培養考生數學式的變形能力,邏輯思維能力以及分析問題和解決問題的能力。

放縮法的理論依據是不等式性質的傳遞性,難在找中間量,難在怎樣放縮、怎樣展開。證明不等式時,要依據題設、題目的特點和內在聯絡,選擇適當的放縮方法。

⒈利用三角形的三邊關係

[例1] 已知a,b,c是△abc的三邊,求證:

證明:﹥∵=為增函式,又∵∴。

點評:學生知道要利用三角形的三邊關係,但無法找到放縮的方法,難在建構函式。

⒉利用函式的單調性

[例2] 求證:對於一切大於1的自然數n,恒有。

證明: 原不等式變形為 ,

令則 ,所以 。

即是單調增函式(n=2,3,…),所以 。故原不等式成立。

點評:一開始學生就用數學歸納法進行嘗試,結果失敗,就放棄了。若使不等式的右邊變為常數,再用單調性放縮就好了。

⒊利用基本不等式

[例3]已知f(x)=x+(x﹥0) 求證:-

證明:,

設 (1)

(2)(1)+(2)得

點評:用數學歸納法證明,思路簡單,但是難度很大,可以通過二項式定理展開,倒序法與基本不等式相結合進行放縮。

⒋利用絕對值不等式

[例4]設=,當時,總有,求證:。

證明:∵,∴,,,

又∵∴所以,∴=7。

點評:本題是一道函式與絕對值不等式綜合題,學生不能找到解題的突破口,關鍵在於找到a,b,c與f(0),f(1),f(-1)的聯絡,再利用絕對值內三角形不等式適當放縮。

⒌利用不等式和等比數列求和

[例5]求證:。

證明:=,利用不等式

∴﹤=﹤。

點評:有些學生兩次用錯位相減進行放縮,但是沒有找到恰當的變形放縮,對利用不等式進行放縮不熟悉。若經過「湊」與不等式相結合,再利用等比數列求和放縮就到了。

⒍ 利用錯位相減法求和

[例6]已知a1, a2, a3, ……, an, ……構成一等差數列,其前n項和為sn=n2, 設bn=,

記的前n項和為tn, (1) 求數列的通項公式;(2) 證明:tn<1。

解:(1) a1=s1=1, 當n≥2時, an=sn-sn-1=2n-1; 由於n=1時符合公式,

∴ an=2n-1 (n≥1). (2) tn=, ∴ tn=,

兩式相減得tn=+=+(1-)-,

∴ tn=+(1-)-<1。

⒎ 利用裂項法求和

[例7]已知函式在上有定義,且滿足①對任意的

②當時,.證明不等式.

證明:令,則.令,則,故在上為奇函式.

設,且由可得

,則由題有,故,即,所以為上減函式.從而函式在時,.

所以,即

.點評:本題將數列與不等式、函式綜合考查數學邏輯推理能力,分析問題能力,變形能力,可以用數學歸納法證明不等式,但學生解題的過程不過完善。若用裂項法進行數列求和放縮就簡單

⒏利用二項式定理展開

[例8]已知數列滿足(n∈n*),是的前n項的和,並且.

(1)求數列的前項的和; (2)證明:≤.(3)求證:

解: (1)由題意得

兩式相減得

所以再相加

所以數列是等差數列.又又

所以數列的前項的和為.

而 ≤.

(3)證明:

點評:這是一道很有研究價值的用放縮法證明不等式的典例。考查了與 an 的關係,有些學生沒有對an中的n進行討論,也沒有合併,雖用了二項式展開,但無法構造不等式進行放縮。

對第3小題的放縮也可裂項法求和進行放縮。

用放縮法證明不等式

蔣文利飛翔的青蛙 所謂放縮法就是利用不等式的傳遞性,對照證題目標進行合情合理的放大和縮小的過程,在使用放縮法證題時要注意放和縮的 度 否則就不能同向傳遞了,此法既可以單獨用來證明不等式,也可以是其他方法證題時的乙個重要步驟。下面舉例談談運用放縮法證題的常見題型。一.添舍 放縮 通過對不等式的一邊進行...

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