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标题 用放缩法证明“数列型不等式”的实施策略
范文 鲁智锋



摘 要:放缩法证明数列不等式是高考数学的难点. 由于其灵活多变,让许多学生觉得没有规律、无从着手. 为突破这个难点,我们可以在思维策略上加以点拨,提升其能力. 要能明确放缩目标,放缩成“等比型”与“裂项相消型”,放缩法的难点在于减小放缩的误差,可以采用延后放缩,但如果前面留下的项过多,计算量就会大. 缩小误差的另一种方法是构造变量,目标驱动,引入参数,用待定系数处理. 有些“数列型不等式”需通过对目标进行分析,采用构造函数、比较法等方法处理,在思维上降低了难度. 这些都是放缩法处理“数列型不等式”常见策略.
关键词:数列型不等式;放缩法;策略
证明数列型不等式最重要的方法为放缩法. 放缩法的本质是基于最初等的四则运算,利用不等式的传递性,对照着目标进行合情合理的放缩. 但放缩程度很难把握,裂项技巧性又太强,常常因找不到放缩、裂项的途径而导致证明的失败. 如何找到放缩、裂项的一般途径呢?放缩过程中最难处理的是减小放缩的误差,这又如何处理呢?
对通项进行化简,先求和再放缩
例1 已知数列an=,设数列{an}的前n项和为Sn,求证:Sn<.
分析:对于这道题,思考的问题是先放缩还是先求和,看看条件中{an}的通项公式,分母中有递推式:n2,(n+2)2,那么,就可以改写成“递推相减”的形式,所以,此题应采用先求和后放缩.
这里的变量r、i与q称为控制变量,作为误差调整的手段,还要兼顾从第几项开始实施放缩. 对于前三种的处理方法,显然第三种处理方法要烦一点,从前面的分析中,我们要学会如果来选择变量控制误差,以及变量取什么值. 从目标入手,目标驱动想法,这种分析问题的意识很重要.
想法二:放缩成“裂项相消型”,如何恰到好处地放缩成“裂项相消型”,思维着力点:把原式放缩成一个具有递推关系的结构,通常是将分式结构中的分母放缩成递推式,然后裂成“递推相减”的形式.
在问题研究的过程中,放缩的方向就是朝着“可求和”数列进行放缩,在“裂项相消型”的放缩中,问题的关键是将分母朝着“递推式”进行放缩. 在控制误差方面,一方面可以考虑延后放缩,另一方面可以考虑待定系数引入参数控制误差,而引入参数的方法不唯一,所以此类问题处理也比较灵活.
构造递推不等式(等差型,等比型)
我们前面研究的“数列和”不等式的题型,条件中的通项都是给出的. 如果条件给出的是递推公式,研究“数列和”不等式,那么我们首先要考虑的是,能否将数列的通项公式求出,如果通项公式求不出,那么我们常见的想法就是从目标入手,对题目中的目标进行研究,将递推公式朝着等差数列进行放缩,或者朝着等比数列进行放缩,总之,也是朝着“可求和”的数列进行放缩. 如果是朝着等差数列进行放缩,通过对目标的研究,得到放缩的公差是多少,假设公差为d,也就是说,我们放缩成类似于:an+1≥an+d形式,那么,由递推关系,便得到:an≥a1+(n-1)d,且Sn≥na1+d. 如果是朝着等比数列进行放缩,也是通过对目标的研究,得到放缩的公比是多少,假设公比为q(q>0),也就是说,将递推公式放缩成类似于:an+1≥an·q形式,那么,同样由递推关系,我们便得到:an≥a1·qn-1,且Sn≥(1-qn). 下面举例说明.
从上述例题,看出递推放缩的数列与不等式的综合题,解决的关键在于放缩,放缩是一种不等变形,没有目标的指向,很难有效放缩,如果我们将其放缩成等差数列、等比数列,再从目标研究,放缩的公差、公比是多少,那么放缩的指向性明显加强,从而降低了此类问题的解决难度. 此外,根据对目标的分析,确定放缩的目标,可以利用比较法(作差或作商)来解决,在思维上也降低了难度.
本文对数列与不等式的综合题的处理方法作了分析与研究,数列型不等式,它不但可以考查证明不等式和数列的各种方法,而且还可以综合考查其他多种数学思想方法. 处理数列型不等式最重要的方法就是放缩法. 放缩过程中,我们需要考虑是先求和还是先放缩,如果通项能求和,这样问题还是容易处理,如果通项不能求和,就需要先放缩再求和,朝着“可求和”的数列进行放缩,常见的是朝“等比型”和“裂项相消型”进行放缩,在放缩过程中经常会出现放缩过大,那么需要减少误差,在两种减小误差的方法中,相对而言引入恰当参数控制误差方便一些. 当然,我们也可以根据数列的特征,构造函数,利用函数的单调性等方法进行放缩. 对于条件给出的是递推公式的数列不等式,我们应该朝着等差数列或等比数列进行放缩,但如果我们能对目标进行恰当的分析,找到需要放缩的目标,直接采用比较法将问题解决,相当方便一些. 只有正确把握了放缩法的方法思路和规律特征,我们在证明数列型不等式的压轴题时,就会豁然开朗,快速找到突破口.
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更新时间:2025/2/5 20:45:30