APP下载

对一道数列不等式证明题解法的探究

2021-11-22何燕冯帆

语数外学习·高中版上旬 2021年8期
关键词:证明题反证法归纳法

何燕 冯帆

从不同视角、不同方向寻求问题的多种解法,有利于拓宽解题的思路,培养数学思维.数列不等式证明题属于综合性较强的问题,侧重于考查同学们的逻辑推理能力和运算能力.本文以一道数列不等式证明题为例,谈一谈解答数列证明题的几种方法.

题目:在数列

解答本题,需将已知的递推关系和所证明目标式关联起来,寻找解题的思路.我们可将递推关系式或目标式进行变形,通过作差、作商、因式分解、取倒数等方式将递推关系式或者目标式转化,进而证明结论;可将数列视为特殊的函数,借助函数的图象和性质来解题;也可将问题视为与自然数相关的证明题,采用数学归纳法进行证明;还可考虑用反证法来解题.

方法一:作差法

作差法是比较两式大小、证明不等式的重要方法.在运用作差法证明不等式时,可以将不等式左右两边的式子作差,然后采用因式分解、配方等方式将差式变形为易于判断正负符号的式子.一般地,若 A -B >0 , 则 A >B ;若 A -B <0 ,则 A

证明:

我们将目标式左右两边的式子平方再作差,通过变形便可发现与之间的递推关系,而1是一个不动点,通过对递推式进行变形即可构造出,从而证明结论.

方法二:作商法

作商法是指将不等式左右两边的式子相除,通过恒等变形证明结论的方法.恒等变形商式的方法有因式分解、配方、约分、通分等.一般地,

证明:

我们将目标式两边的式子相除并平方,构造出,通过化简得到式子,再将其与1进行比较,即可证明结论.

方法三:函数法

我们知道,数列是一种特殊的函数,因此数列具有函数的性质,如单调性、有界性、周期性等.在解答数列不等式问题时,我们可根据题意构造出合适的函数模型,然后利用函数的图象和性质来解题.

证明:

方法四:数学归纳法

數学归纳法是证明与自然数有关问题的重要方法.用数学归纳法证明不等式一般需要两步.第一步,证明当 n 取第一个值时命题成立;第二步,假设当时命题成立,证明当时命题也成立.只要完成这两个步骤,我们就可以断定命题对从开始的所有正整数 n 都成立.

证明:

方法五:反证法

当直接证明不等式有困难时,可采用反证法来求解.在用反证法证明数列不等式时,我们需假设结论不成立,利用该结论试图找到与已知条件或者定理相矛盾的结论,从而证明假设的结论错误,原命题成立.

证明:

通过上述分析我们可以发现,证明数列不等式,不仅要仔细分析条件和结论,寻找所要证明结论成立的充分条件,通过作差、作商得到要证结论的简易形式,还要学会将不等式式进行合理的变形或构造函数,运用函数法、数学归纳法、反证法来证明结论.

(作者单位:闽南师范大学数学与统计学院)

猜你喜欢

证明题反证法归纳法
对一道解析几何证明题的多角度剖析
高观点下的数学归纳法
反证法在数列中的应用
反证法应用于数列
用“不完全归纳法”解两道物理高考题
用“不完全归纳法”解两道物理高考题
点击反证法
数学归纳法在高考试题中的应用
寻觅适用反证法证明的问题
学生在解决几何证明题中的深度体验