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1、数 列 和 不 等 式数列是一种特殊的函数,在众多的高考试题中数列试题题型新颖,综合性强,特别是数列与不等式的结合是近几年高考试题的热点,而涉及数列和不等式的问题往往需要综合运用函数、数列性质和不等式证明等诸多方法,从而考察学生的数学意识、数学思维。下面谈谈常涉及到的几种特殊解决方法。一、函数的性质A. 函数的值域例 1已知公差大于零的等差数列 的前 n 项和是 ,且满足:nans=117, ,43a 252a求(1)通项 ;(2)若数列 是等差数列,且 ,求非零常nnbcnsb数 C。(3)若 的前 n 项和为 ,求证nbnT11)9(643nnbb解:(1)略 (2)略34a2c(3) ,
2、nbn212)2(3)(321Tn 4)1(2n4609064)1(9(64)9(6421 nnbn上面两式等号不可能同时取到, 原命题得证。QB. 函数的单调性a. 构造函数应用定义法例 2。已知数列 的前 n 项和为 ,它满足nans21nnas(1) 试求出 之间的递推关系。21,与(2) 设 当 时,求证,21aa10.2432 an (3) 若设 当 时,求证,21 .1632432 na 解:(1) (略解)利用 - = 可得数列 是一等差数列。snana(2) , ( ) 数列 是单调递增数列。Q012adkkk12 kad12令 得 n-1 个不等式相减得: ,.43,n da
3、n1.2232a+ + =d132ad1nad1na.1132= .n1 n2 32(3)由(2)知 =)1(22432 aan )(3设 ,当 时,设 ,则有)(af)1)0(21- , 0 恒成立, ( ) ( ) 01211nn21a13n对一切正自然数 恒成立,即 恒成立. N2311a恒成立, 021a1a故所求的 的范围是12(2)证明 :由(1)知 ( ) +2,下面分情况讨论.n113na.若 时 . 数列 是严格单调递增数列 ,当 时, ,21aan13n,这与 矛盾. 不成立.nMn21b.当 时, ( ) ( ) = ( ) 4 结论成立时 Nn,2 424468112
4、nnn aa当且仅当 时取等号.1na4n3,2(2) )4(1nn.,14682naa 441682 nnaaQnn122n由(1)知 成立,故命题等证.n三、数列的性质A应用数列性质(例 6) (2)解: nf)(nan212aan.1253(逆用等比数列求和公式), naaannn 21.1123 由均值不等式,上式成立B.极限思想例 8设 ,21a1a(1)证明: 介于 之间。2,(2) 中哪一个更接近于21,a(3)根据以上事实,设计一种求 的近似值的方案,并说明理由。2解:(1) = 则 介于 之间212a0121a21,a(2) = =1122Q1a1比 更接近于 。1a2a(3
5、)依次令 ,nn1N则 2na21na12na ,.12n 1即 2na1n .2na2a1故 依次更接近于 ,且当 时, 无限趋近于 ,21,a.32nna2即 。2limn评注:此题是根据教材数列章节中第一节的例 3 改编而来的,让学生接触“数列逼近”这个新颖题材,对培养学生的创造能力很有帮助,这种极限的思想在其他的章节中也有广泛的运用,例如球的体积和球的表面积的推导等。当然对于数列中不等式的证明也可使用数列中的数学归纳法来证明,这里就不说明了。四、二项式定理例 5(2) (二项式定理) 231210nCnn评注:一般地,当指数不等式(指数为正整数)那么一般情况都可以利用二项式定理来证明。当然对于数列和不等式还可以采用数形结合、绝对值性质等等,这里就不一一赘述。