递推数列中不等式问题的解法
递推数列中的不等式问题,在选择题、填空题和解答题中都经常出现,常涉及不等式、函数、导数等知识,以及比较法、放缩法、构造法、数学归纳法等数学思想方法,对考查学生的知识能力和加大区分度都能起到很好的作用,因而倍受高考出题者的青睐。下面介绍高考中常用的几种方法。
一、求出数列通项式
利用这种方法,关键是把握好数列的递推关系式,熟悉求递推数列通项公式的方法,求出通项式后,再根据所给的不等关系求解。
二、利用数列的周期性
利用这种方法,关键是通过数列的递推关系式,得出该数列具有周期性,根据周期求出所需的某项,再根据所给的不等关系求解。
三、利用数学归纳法
这种方法通常用于证明题和比较大小的题,它要求对数学归纳法相当熟练。
四、利用作差(商)比较法
这种方法通常用于证明题和比较大小的题,它要求根据题目所给条件正确选取作差比较或作商比较的方法。
五、利用裂项求和法
利用这种方法,关键是根据数列的递推关系式,将所求式子转化为可裂项求和的形式,再根据所给的不等关系求解。
例5、已知二次函数
的图像经过坐标原点,其导函数为
,数列
的前n项和为
,点
均在函数
的图像上。
(Ⅰ)、求数列
的通项公式;
(Ⅱ)、设
,
是数列
的前n项和,求使得
对所有
都成立的最小正整数m。解:(Ⅰ)设这二次函数f(x)=ax2+bx (a≠0) ,则 f`(x)=2ax+b,由于f`(x)=6x-2,得
a=3 , b=-2, 所以 f(x)=3x2-2x.
又因为点
均在函数
的图像上,所以
=3n2-2n.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n2-2n)-
=6n-5.
当n=1时,a1=S1=3×12-2=6×1-5,所以,an=6n-5 (
)
(Ⅱ)由(Ⅰ)得知
=
=
,
故Tn=
=
=
(1-
).
因此,要使
(1-
)<
(
)成立的m,必须且仅须满足
≤
,
即m≥10,所以满足要求的最小正整数m为10。
六、利用累加(乘)法
利用这种方法,关键是根据数列的递推关系式,将所求式子转化为可累加求和或累乘求积的形式,再根据所给的不等关系求解。
七、利用放缩法
利用这种方法,关键是根据数列的递推关系式,求出通项式进行放缩或将求式子转化为可放缩的形式,再根据放缩方法求解。
例7、已知数列{a
}满足a
=1,a
=2a
+1(n∈N
)
求证 :
(n∈N*).
证明:
是以
为首项,2为公比的等比数列。
即
八、利用构造法构造函数
利用这种方法,关键是根据数列的递推关系式所具备的函数特征构造函数,再根据函数思想或导数的方法求解。
例8、已知函数
,数列{
}满足:
证明: (I).
; (II).
。
证明: (I).先用数学归纳法证明
,n=1,2,3,…
( = 1 \* roman i).当n=1时,由已知显然结论成立.
( = 2 \* roman ii).假设当n=k时结论成立,即
.因为0
,所以f(x)在(0,1)上是增函数. 又f(x)在[0,1]上连续,
从而
.故n=k+1时,结论成立.
由( = 1 \* roman i)、( = 2 \* roman ii)可知,
对一切正整数都成立.
又因为
时,
,
所以
,综上所述
.
(II).设函数
,
.由(I)知,当
时,
,
从而
所以g (x)在(0,1)上是增函数. 又g (x)在[0,1]上连续,且g (0)=0,
所以当
时,g (x)>0成立.于是
.
故
.
此文发表在《考试·高考数学》2008年5-6月刊