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运用放缩法证明数列不等式的途径

2021-11-22施伟

语数外学习·高中版上旬 2021年8期
关键词:糖水通项单调

施伟

数列不等式证明题的难度较大,侧重于考查同学们的逻辑推理能力和综合分析能力.而放缩法是证明数列不等式的重要方法之一.放缩法是指通过放大或缩小不等式的范围,从而证明不等式的方法.在解题时,我们需合理利用数列的单调性、重要不等式、不等式的性质等,将目标不等式进行合理的放缩,才能证明结论.

一、根据数列的单调性进行放缩

数列是一种特殊的函数,具有单调性.在解答数列不等式问题时,我们可以充分利用数列的单调性来解题.首先将数列的通项公式或前 n 项和看作关于 n 的函数式,判断出数列的单调性,再利用数列的单调性来求得最值,证明不等式成立.

例1.

证明:

在解答本题时,我们先用反证法證明, 并判断出数列的单调性,然后利用数列的单调性证明.有时证明数列不等式,利用数列的单调性进行放缩较为便捷.

二、利用重要不等式进行放缩

在运用放缩法证明数列不等式时,我们要注意先利用一些重要的不等式或者相关结论进行适当的放缩,将复杂的、没有规律的式子化为简单的、有一定规律的数列的和,然后再利用等差、等比的求和公式、错位相减法、分组求和法等求得数列的和.在放缩不等式

时,常用的重要不等式有糖水不等式、基本不等式等.

例2.

解析:我们由已知条件容易求得数列的通项公式并化简目标式,再利用糖水不等式将数列的通项公式进行放缩,把目标式转化为等比数列的和,再利用等比数列的前 n 项和公式就可以证明结论.

证明:

解答本题,还可以利用重要不等式对数列的通项公式进行放缩,构造出等比数列,从而证明数列不等式成立.

可见,运用放缩法证明不等式,关键是对不等式或者数列的通项公式进行合理的放缩.放缩的技巧有很多,除了上述两种外,还有添项、减项、扩大分子、缩小分母、借助中间值等.而放缩的关键在于,将已知条件和目标式关联起来,灵活运用数列的单调性、重要不等式等,“凑”出所需要的条件,将问题转化为常规的不等式或者数列问题来求解.

(作者单位:江苏省南通市海门第一中学)

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