1. 均值不等式法例1 设.)1(3221+++⋅+⋅=n n S n !求证.2)1(2)1(2+<<+n S n n n例2 已知函数bxa x f 211)(⋅+=,若54)1(=f ,且)(x f 在[0,1]上的最小值为21,求证:.2121)()2()1(1−+>++++n n n f f f ! 例3 求证),1(221321N n n n C C C Cn n nn n n ∈>⋅>++++−!.例4 已知222121n a a a +++=L ,222121n x x x +++=L ,求证:n n x a x a x a +++!2211≤1.2.利用有用结论例5 求证.12)1211()511)(311)(11(+>−++++n n ! 例6 已知函数.2,,10,)1(321lg )(≥∈≤<⋅+−++++=∗n N n a nn a n x f xx x x 给定!求证:)0)((2)2(≠>x x f x f 对任意∗∈N n 且2≥n 恒成立。
例7 已知112111,(1).2n nna a a n n +==+++ )(I 用数学归纳法证明2(2)n a n ≥≥;)(II 对ln(1)x x +<对0x >都成立,证明2n a e <(无理数 2.71828e ≈L)例8 已知不等式21111[log ],,2232n n N n n ∗+++>∈>L 。
2[log ]n 表示不超过n 2log 的最大整数。
设正数数列}{n a 满足:.2,),0(111≥+≤>=−−n a n na a b b a n n n 求证.3,][log 222≥+<n n b ba n再如:设函数()x f x e x =−。
(Ⅰ)求函数()f x 最小值;(Ⅱ)求证:对于任意n N ∗∈,有1().1nn k k ene =<−∑ 例9 设n n na )11(+=,求证:数列}{n a 单调递增且.4<n a3. 部分放缩例10 设++=a na 21111,23a aa n ++≥L ,求证:.2<n a例11 设数列{}n a 满足()++∈+−=N n na a a n n n 121,当31≥a 时证明对所有,1≥n 有:2)(+≥n a i n ; 21111111)(21≤++++++na a a ii !. 4 . 添减项放缩例12 设N n n∈>,1,求证)2)(1(8)32(++<n n n . 例13 设数列}{n a 满足).,2,1(1,211!=+==+n a a a a nn n 证明12+>n a n 对一切正整数n 成立;5 利用单调性放缩: 构造函数例14 已知函数223)(x ax x f −=的最大值不大于61,又当]21,41[∈x 时.81)(≥x f (Ⅰ)求a 的值;(Ⅱ)设∗+∈=<<N n a f a a n n ),(,21011,证明.11+<n a n 例15 数列{}n x 由下列条件确定:01>=a x ,,211⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=+n n n x a x x N n ∈. (I) 证明:对2≥n总有a x n≥;(II) 证明:对2≥n 总有1+≥n n x x6 . 换元放缩例16 求证).2,(1211≥∈−+<<∗n N n n n n例17 设1>a ,N n n ∈≥,2,求证4)1(22−>a n a n.7 转化为加强命题放缩例18 设10<<a ,定义a a a a a nn +=+=+1,111,求证:对一切正整数n 有.1>n a 例19 数列{}n x 满足.,212211nx x x x n n n +==+证明.10012001<x例20 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:对一切正整数n 有a 1•a 2•……a n <2•n!8. 分项讨论例21 已知数列}{n a 的前n 项和n S 满足.1,)1(2≥−+=n a S n n n(Ⅰ)写出数列}{n a 的前3项321,,a a a ; (Ⅱ)求数列}{n a 的通项公式;(Ⅲ)证明:对任意的整数4>m ,有8711154<+++ma a a !.9. 借助数学归纳法例22(Ⅰ)设函数)10( )1(log )1(log )(22<<−−+=x x x x x x f ,求)(x f 的最小值;(Ⅱ)设正数n p p p p 2321,,,,!满足12321=++++n p p p p !,求证:np p p p p p p p n n −≥++++222323222121log log log log !10. 构造辅助函数法例23 已知()f x = 2ln 243x x +−,数列{}n a 满足()()*11 2 ,0211N n a f a n an ∈=<<−++(1)求()f x 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡−021,上的最大值和最小值; (2)证明:102n a −<<; (3)判断n a 与1()n a n N ∗+∈的大小,并说明理由.例24 已知数列{}n a 的首项135a =,1321n n n a a a +=+,12n =L,,.(Ⅰ)求{}n a 的通项公式; (Ⅱ)证明:对任意的0x>,21121(1)3n na x xx ⎛⎞−−⎜⎟++⎝⎠≥,12n =L ,,; (Ⅲ)证明:2121n n a a a n +++>+L .例25 已知函数f(x)=x 2-1(x>0),设曲线y=f(x)在点(x n ,f(x n ))处的切线与x 轴的交点为(x n+1,0)(n∈N *). (Ⅰ) 用x n 表示x n+1; (Ⅱ)求使不等式1n n x x +≤对一切正整数n 都成立的充要条件,并说明理由;(Ⅲ)若x 1=2,求证:.31211111121−≤++++++n n x x x !例1 解析 此数列的通项为.,,2,1,)1(n k k k a k !=+=2121)1(+=++<+<k k k k k k ∵,)21(11∑∑==+<<∴nk n n k k S k ,即.2)1(22)1(2)1(2+<++<<+n n n n S n n n注:①应注意把握放缩的“度”:上述不等式右边放缩用的是均值不等式2ba ab +≤,若放成1)1(+<+k k k 则得2)1(2)3)(1()1(21+>++=+<∑=n n n k S nk n ,就放过“度”了!②根据所证不等式的结构特征来选取所需要的重要不等式,这里3,2=n 等的各式及其变式公式均可供选用。
例2 [简析]411()11(0)141422x x x xf x x ==−>−≠++•1(1)()(1)22f f n ⇒++>−×L 211(1)(1)2222n +−++−××L 1111111(1).42222n n n n −+=−+++=+−L例3 简析 不等式左边123nnn n nC C C C ++++L =12222112−++++=−n n ! n n n 122221−⋅⋅⋅⋅⋅>!=212−⋅n n ,故原结论成立.例422222211221122222n n n n a x a x a x a x a x a x ++++++≤+++L L222222121211 1.2222n n a a a x x x ++++++=+=+=L L其实,上述证明完全可以改述成求n n x a x a x a +++!2211的最大值。
本题还可以推广为:若22212n p a a a +++=L ,22212(,0)n q p q x x x +++=>L , 试求n n x a x a x a +++!2211的最大值。
请分析下述求法:因为22(,)2x y xy x y R +≤∈,所以有22222211221122222n n n n a x a x a x a x a x a x ++++++≤+++L L 2222221212.222n n a a a x x x p q +++++++=+=L L故n n x a x a x a +++!2211的最大值为2p q+,且此时有(1,2,,)k k a x k n ==L 。
上述解题过程貌似完美,其实细细推敲,是大有问题的:取“=”的条件是(1,2,,)k k a x k n ==L,即必须有2211n nk kk k a x===∑∑,即只有p=q 时才成立!那么,p q ≠呢?其实例6的方法照样可用,只需做稍稍变形转化:2222221,+==L L则有1122n n a x a x a x +++=L L222222≤+=L L于是,1122max ()n n a x a x a x +++=L1,2,,).k n ==L 结合其结构特征,还可构造向量求解:设1212(,,,),(,,,)n n m a a a n x x x ==L L ,则由||||||m n m n ⋅≤u r r u r r立刻得解: 1122||n n a x a x a x +++≤=L 且取“=”的充要条件是:1212nn x x x a a a ==L 。
2.利用有用结论例5 简析 本题可以利用的有用结论主要有: 法>−⋅⋅122563412n n !=+⋅⋅n n 212674523!)12(212654321+⋅−⋅⋅n n n !⇒12)122563412(2+>−⋅⋅n n n ! 即.12)1211()511)(311)(11(+>−++++n n ! 法2 利用贝努利不等式)0,1,2,(1)1(≠−>≥∈+>+∗x x n N n nx x n 的一个特例12121)1211(2−⋅+>−+k k (此处)得121,2−==k x n,=−+∏⇒−+>−+=)1211(121212111k k k k n k .1212121+=−+∏=n k k n k 例6 [简析] 高考标准用数学归纳法证明,;这里给出运用柯西(Cauchy )不等式∑∑∑===≤ni in i in i ii ba b a 121221])([的简捷证法:⇔>)(2)2(x f x f >⋅+−++++n n a n x x x x 2222)1(321lg !nn a n x x x x ⋅+−++++)1(321lg2! 2])1(321[x x x x n a n ⋅+−++++⇔!])1(321[2222x x x x n a n n ⋅+−++++•<!而由Cauchy 不等式得2))1(1312111(x x x xn a n ⋅+−⋅++⋅+⋅+⋅!•++<)11(22!])1(321[22222x x x x n a n ⋅+−++++!(0=x 时取等号)≤])1(321[2222x x x x n a n n ⋅+−++++•!(10≤<a ∵),得证! 例7 [解析] )(II 结合第)(I 问结论及所给题设条件ln(1)x x +<(0x >)的结构特征,可得放缩思路:⇒+++≤+nnn a n n a )2111(211211ln ln(1)ln 2n n n a a n n +≤++++n n n n a 211ln 2+++≤。