数列中的不等式的证明
证明数列中的不等式的一般方法:
1.数学归纳法:
①直接应用数学归纳法:这是由于数学归纳法可以用来证明与正整数相关的命题,当然也包括与正整数
相关的不等式(即数列不等式);
②加强命题后应用数学归纳法:直接应用数学归纳法并不能证明所有数列不等式,有些数列不等式必须
经加强后才能应用数学归纳法证出.
2.放缩法:
①单项放缩:将数列中的每一项(通项)进行相同的放缩;
②裂项放缩:将数列中的每一项裂开放缩成某两项之差;
③并项放缩:将数列中的两项合并放缩成一项;
④舍(添)项放缩:将数列中的某些项舍去或添加;
⑤排项放缩:将数列中的项进行排序(即确定数列的单调性),从而求出数列中项的最值,达到证明不
等式的目的,能用排项放缩证明的数列不等式必能直接应用数学归纳法证明,反之亦然; ⑥利用基本不等式放缩:例如平均数不等式也可在数列不等式的证明中起作用.
一、直接应用数学归纳法证明
1.已知函数ax x x f +-=3
)(在)1,0(上是增函数. )1(求实数a 的取值集合A
(2)当a 中取A 中最小值时,定义数列}{n a 满足:)(21n n a f a =+且)1,0(1∈=b a ,b 为常数,试比较n n a a 与1+的大小
(3)在(2)的条件下,问是否存在正实数c 使10<-<c a n 对一切+∈N n 恒成立?
2. (2007.全国1理第22题)已知数列{}n a 中12a =
,11)(2)n n a a +=+,123n =,,,….
(1)求{}n a 的通项公式;
(2)若数列{}n b 中12b =,13423
n n n b b b ++=
+,123n =,,,…
43n n b a -<≤,123n =,,,…. 3.已知012)2(112=++++++n n n n a a a a ,2
11-=a 求证:(1)01<<-n a (2)122->n n a a (3)}{12-n a 递增.
4.(2004.辽宁理科高考第21题) 已知函数223)(x ax x f -=的最大值不大于6
1,又当.8
1)(,]21,41[≥∈x f x 时 (1)求a 的值; (2)设.1
1.),(,21011+<∈=<<++n a N n a f a a n n n 证明 5.(2005.重庆理科高考第22题)数列{a n }满足)1(21)11(1211≥+++==+n a n n a a n n n 且. (1)用数学归纳法证明:)2(2≥≥n a n ;
(2) 已知不等式)1(:,0)1ln(2≥<><+n e a x x x n 证明成立对,其中无理数e=2.71828….
6. (200
7.全国2理第21题)设数列{}n a 的首项113(01)2342
n n a a a n --∈=
=,,,,,,…. (1)求{}n a 的通项公式;
(2)设n b a =,证明1n n b b +<,其中n 为正整数.
7. (2005.辽宁卷第19题)已知函数).1(1
3)(-≠++=x x x x f 设数列n a {}满足)(,111n n a f a a ==+,数列n b {}满足).(|,3|*21N n b b b S a b n n n n ∈+++=-=
(1)用数学归纳法证明1
2)13(--≤n n
n b ; (2)证明.3
32<n S 8.(2004.重庆理第22题)设数列{}n a 满足).3,2,1(,1,211 =+==+n a a a a n
n n 12)1(+>n a n 证明对一切正整数n 成立;
的大小,与,判断令1)3,2,1(,)2(+==
n n n n b b n n a b 并说明理由.
二、应用单项放缩或数学归纳法或排项放缩或基本不等式证明
9.(2007重庆理科高考第21题)已知各项均为正数的数列{n a }的前n 项和满足1>n S ,且
*),2)(1(6N n a a S n n n ∈++=
(1)求{n a }的通项公式;
(2)设数列{n b }满足1)12(=-n b n a ,并记n T 为{n b }的前n 项和,求证:
*2),3(log 13N n a T n n ∈+>+
10.求证:),1(212)1211()511)(311(∙∈>+>-+
++N n n n n
11.求证:11(11)(1)(1))432
n N n ∙+++>∈-
12. 求证:)(1
212642)12(531∙∈+<⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯N n n n n 13.已知2,1≥>n a ,且+∈N n ,求证)1(1a a n a
a n n ->-
三、应用裂项放缩证明
14. 已知)(x f y =,1)1(=-f ,对任意实数y x ,满足:3)()()(-+=+y f x f y x f
(1)当N n ∈时求)(n f 的表达式
(2)若11=b ,)1(1-+=+n f b b n n ,求n b
(3)求证当+∈N n 时4
711121<+++n b b b 15.(2006年全国卷I 第22题)设数列{}n a 的前n 项的和14122333
n n n S a +=
-⨯+)(+∈N n , (1)求首项1a 与通项n a ;
(2)设2n
n n T S =)(+∈N n ,证明:132n i i T =<∑. 16. 已知+∈N n ,求证:3)11(2<+≤n n
. 17. 定义数列如下:*+∈+-==N n a a a a n n n ,1,2211,求证:
(1)对于*∈N n 恒有n n a a >+1成立。
(2)当*∈>N n n 且2,有11211+=-+a a a a a n n n 成立。
(3)111121
12006
212006<+++<-a a a 18.求证:)(2
)12)(12(5323114222∙∈<+-++⨯+⨯<N n n n n n n 19.求证:)()12(2167)
12(151311222∙∈+->-++++
N n n n
四、应用并项放缩证明
20. 已知n n a a 211+=+,7
111=a ,求证(-1)a 1 +(-1)2a 2+…+(-1)n a n <1 21.(2004全国理科3高考第22题)已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足1,)1(2≥-+=n a S n n n
(1)写出数列{}n a 的前三项321,,a a a ;
(2)求数列{}n a 的通项公式;
(3)证明:对任意的整数4>m ,有8
711154<+++m a a a . 22.已知()x x f x e e -=+,求证:12
(1)(2)(3)
()(2)n n f f f f n e +>+.
五、加强命题后应用数学归纳法证明或加强命题后应用排项放缩证明
23. 求证:),1(33322
1222∙∈><++++N n n n n
24.(2006福建理科高考第22题)已知数列{}n a 满足*111,21().n n a a a n N +==+∈
(1)求数列{}n a 的通项公式;
(2)证明:*122311...().232
n n a a a n n n N a a a +-<+++<∈ 25.(2006江西理科高考第22题)已知数列{a n }满足:a 1=
32,且a n =n 1n 13na n 2n N 2a n 1*≥∈--(,)+- (1)求数列{a n }的通项公式;
(2)证明:对于一切正整数n ,不等式a 1∙a 2∙……a n <2∙n !
六、应用舍(添)项放缩证明
26.(2007浙江理科高考第21题)已知数列{}n a 中的相邻两项212k k a a -,是关于x 的方程
023)23(2=⋅++-k k k x k x 的两个根,且212(123)k k a a k -=≤,
,,. (1)求1a ,2a ,3a ,7a ;
(2)求数列{}n a 的前2n 项和2n S ;
(3)记sin 1()32sin n f n n ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,(2)(3)(4)(1)
123456212(1)(1)(1)(1)f f f f n n n n T a a a a a a a a +-----=++++…,
求证:15()624n T n *N ≤≤.。