内容正文:
提分攻略5 数列的单调性及应用
类型一
作差法判断单调性
【典例1】 已知数列{an}满足an=++…+(n∈N*),若k≥an恒成立,则实数k的最小值为 。
【解析】 an+1-an=+-=+-<0,所以数列{an}为单调递减数列,(an)max=a1=。从而k≥(an)max=,即k的最小值为。
【答案】
【方法点津】 本题采用作差法判断单调性,有时也可采用作商法判断单调性,例如an=(n+1)·(n∈N*)两种方法都可以判断其单调性。
类型二
图象法与函数性质法判断单调性
【典例2】 已知数列{an}的通项公式为an=an2+n,若a1<a2<a3<a4<a5,且an>an+1对n≥8恒成立,则实数a的取值范围是 。
【解析】 数列的母函数为二次函数,结合二次函数图象(开口向下)可知<-<,整理得-<a<-。
【答案】 -<a<-
【方法点津】 数列{an}的通项公式是一个二次函数,结合二次函数的图象可使问题获解。
【典例3】 已知数列{an}满足an=且{an}是递增数列,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C.(1,3) D.(2,3)
【解析】 若{an}是递增数列,则其对应的一次函数与指数型函数均为单调递增函数,且在自变量n=7与n=8时的函数值有严格的大小关系:解得2<a<3。故选D。
【答案】 D
【方法点津】 本题要考虑一次函数、指数函数、分段函数的性质,缺一不可。
类型三
导数法判断单调性
【典例4】 已知数列{cn}的通项公式为cn=(n+1,则cn的最大值为 。
【解析】 由已知得c1=,c2=,c3==,c4=,…,易得c1<c2,c2>c3>c4>…,猜想:当n≥2时,{cn}是递减数列。下面构造函数对其进行证明。因为cn=(n+1,所以ln cn=ln(n+1=ln(n+1),令f (x)=(x≥3),则f '(x)==。当x≥3时,ln x>1,则1-ln x<0,即f '(x)<0。在[3,+∞)内,f (x)为单调递减函数。所以,当n≥2时,{ln cn}是递减数列,即{cn}是递减数列。又c1<c2,所以数列{cn}中的最大项为c2=。
【答案】
【方法点津】 cn=(n+1不是我们熟悉的初等函数,取对数变形为对数函数,利用六大同构函数之一f (x)=的单调性求解问题。
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