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不等式知識(shí)是高中數(shù)學(xué)的重要組成部分,也是大學(xué)學(xué)習(xí)的接軌點(diǎn),深受命題人的喜愛,以至于高考對(duì)數(shù)列與不等式綜合方面的考查,頻頻見于卷面,且多以壓軸題的形式出現(xiàn),但相較前幾年,其出現(xiàn)的頻率有所減弱.
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正確進(jìn)行問題轉(zhuǎn)化是破解該類題型的關(guān)鍵. 一方面是將不等式問題轉(zhuǎn)化為數(shù)列通項(xiàng)放縮問題,另一方面是將數(shù)列不等式問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題. 當(dāng)然,掌握如作差法、放縮法、數(shù)學(xué)歸納法、構(gòu)造函數(shù)法等常規(guī)方法是非常必要的.
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■ 設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的和為Sn,滿足2Sn=an+1-2n+1+1,n∈N?鄢,且a1,a2+5,a3成等差數(shù)列.
(1)求a1的值;?搖
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;?搖
(3)證明:■+■+…+■<■.
破解思路 本題的命題思路是清晰的,首先考查由遞推公式求通項(xiàng)公式的基本技能,然后考查數(shù)列求和,以及與不等式的綜合應(yīng)用. 因此,我們只要跟著命題者的思路進(jìn)行推理和運(yùn)算即可,及時(shí)聯(lián)想備考過程中曾經(jīng)做過的試題所采用的解決方法.
經(jīng)典答案 (1)因?yàn)?Sn=an+1-2n+1+1,所以2S1=a2-3,即a2=2a1+3;2S2=a3-7,即a3=6a1+13.
因?yàn)閍1,a2+5,a3成等差數(shù)列,所以2(2a1+3+5)=a1+6a1+13,即a1=1.
(2)因?yàn)?Sn=an+1-2n+1+1,所以當(dāng)n≥2時(shí),2Sn-1=an-2n+1,所以2Sn-2Sn-1=an+1-an-2n,即an+1=3an+2n(n≥2).
因?yàn)閍1=1,a2=5,所以當(dāng)n=1時(shí),an+1=3an+2n也成立.
因?yàn)閍n+1+2n+1=3(an+2n),所以{an+2n}是以3為首項(xiàng),公比為3的等比數(shù)列,所以an+2n=3n,an=3n-2n.
(3)法1:因?yàn)閍n=3n-2n=3n-1+2×3n-1-2n=3n-1+2×(3n-1-2n-1)>3n-1,所以■<■,所以■+■+…+■<■+■+…+■=■1-■<■.
法2:因?yàn)楫?dāng)n≥2時(shí),an=3n-2n=(2+1)n-2n,an=C■■20+C■■21+C■■22+…+C■■2n-2n>C■■22=2n(n-1),所以■<■=■■-■,所以■+■+…+■<■+■■-■+■-■+…+■-■=1+■1-■<■.
■ 已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=■,試證明:a1·a3·a5·…·a2n-1<■<■sin■.
破解思路 該題簡(jiǎn)明扼要,但所蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)思想方法卻精彩紛呈. 對(duì)于a1·a3·a5·…·a■<■,我們可以抓住■,轉(zhuǎn)換為n項(xiàng)的乘積;對(duì)于■<■sin■,我們可以借助函數(shù)知識(shí)破解.
經(jīng)典答案 先證a1·a3·a5·…·a■<■. 因?yàn)椤?■=■,所以■=■×■×■×…×■.
因?yàn)閍1·a3·a5·…·a■=■×■×…×■,故要證a1·a3·a5·…·a■<■,只要證■<■.
又因?yàn)椤觥?■■=■<0,故■<■,所以a1·a3·a5·…·a■<■.
再證■<■sin■.
要證■<■sin■,只要證■<■sin■.
設(shè)函數(shù)f(x)=x-■sinx(0
因?yàn)?<■≤■<■,所以■<■sin■,所以■<■sin■.
綜上所述,原不等式成立.
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設(shè)數(shù)列{an}的各項(xiàng)都是正數(shù),且對(duì)任意n∈N?鄢,都有a■■+a■■+a■■+…+a■■=S■■,其中Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.
(1)求a1,a2,a3,并求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=3n+(-1)n-1λ2■(λ為非零整數(shù),n∈N?鄢),求λ的值,使得對(duì)任意n∈N?鄢,都有bn+1>bn成立.
數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·初中版2013年3期