内容正文:
第一部分
高频题型 重难探究
专题二 数列
强基专题2 数列不等式放缩的基本类型
1
放缩法证明数列不等式是数列中的难点内容,是高考命题的延伸点.放缩法灵活多变,技巧性要求较高,所谓“放大一点点就太大,缩小一点点又太小”,如何把握放缩的“度”,使得放缩“恰到好处”,这正是放缩法的精髓和关键所在!
强基专题2 数列不等式放缩的基本类型
【例1】 求证:+…+<1(n∈N*).
[分析] 不等式左边可用等比数列前n项和公式求和.
[证明] 左边==1-<1.
【变式】 求证:+…+<1(n∈N*).
[分析] 左边不能直接求和,须先将其通项放缩后再求和.
[证明] ∵<,
∴左边<+…+==1-<1.
强基专题2 数列不等式放缩的基本类型
放缩法证明与数列求和有关的不等式,若
可直接求和,就先求和再放缩;若不能直接求和的,一般要先将通项an放缩后再求和.
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【例2】 求证:+…+<(n∈N*).
[分析] 左边可用裂项相消法求和,先求和再放缩.
[证明] ∵=,
∴左边==<.
【变式1】 求证:1++…+<2(n∈N*).
[分析] 左边不能直接求和,应先将通项放缩为裂项相消模型后求和.
[证明] ∵<=(n≥2),
∴左边<1++…+=1+1-<2(n≥2),
当n=1时,不等式显然也成立.
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【变式2】 求证:1++…+<(n∈N*).
[分析] 变式2的结论比变式1强,要达目的,须将变式1放缩的“度”进行修正.
[证明] 法一:将变式1的通项从第三项开始放缩.
<=(n≥3),
左边<1++…+=1+=<(n≥3),
当n=1,2时,不等式显然也成立.
法二:将通项放得比变式1更小一点.
<=(n≥2),
左边<1+=1+<1+=(n≥2),
当n=1时,不等式显然也成立.
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【变式3】 (2023·四川成都模拟预测改编)已知x∈时,sin x<x,求证:sin +sin +sin +…+sin <2.
[证明] 因为x∈时,sin x<x,所以sin +sin +sin +…+sin <+…+,记S=+…+①,
则S=+…+②,
①-②可得S=+…+,
即S==1-=1-,所以S=2-<2,
所以sin +sin +sin +…+sin <2.
强基专题2 数列不等式放缩的基本类型
放缩法证明与数列求和有关的不等式的过程中,很多时候要采用“有所保留”的方法,保留数列的第一项或前两项,从数列的第二项或第三项开始放缩,这样才不会使结果放得过大或缩得过小.
常用放缩:
(1)<=;
(2)<==;
(3)>=;
(4)2()=<=<=2().
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[跟进训练]
1.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,=2.
(1)求数列{an}的通项公式和Sn;
(2)记bn=,数列{bn}的前n项和为Tn,求证:Tn<.
[解] (1)设等差数列{an}的公差为d,则=2,即=2,解得d=2.所以an=1+(n-1)×2=2n-1,Sn=n+×2=n2.
(2)证明:当n=1时,Tn=1<.
当n≥2时,bn===<=,
所以Tn=b1+b2+b3+…+bn<1+=1+<1+=.综上可知,Tn<.
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2.已知数列{an}满足a1=0,an+1=,n∈N*.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)证明: |a2|·|a3|·|a4|…|an+1|>.
[证明] (1)根据题意a1=0,an+1=,n∈N*,
可得an+1+1=,则==2+,
故=2,==1,
故数列是以1为首项,2为公差的等差数列.
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(2)由(1)知,=1+2(n-1)=2n-1,则an=-1=,
则|an|=(n≥2,n∈N*),
由于==>0,
故|an|=>(n≥2,n∈N*).
设S=|a2|·|a3|·|a4|·…·|an+1|,则S=···…·,
且S>···…·,
则S2>···…·····…·=,
故S >,∴|a2|·|a3|·|a4|·…·|an+1|>.
强基专题2 数列不等式放缩的基本类型
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