☉湖北省孝感高级中学 张新平
活用通项比较法简证数列不等式
☉湖北省孝感高级中学 张新平
在近年的各省市高考数学试卷中,有一类与数列有关的不等式证明的问题频繁出现,由于这类题型综合性较强,能力要求较高,知识涵盖面较广而倍受命题者们的青睐.这类问题的常用证法是数学归纳法,由于思维难度较大,证明过程较繁,放缩技巧较强等而不易被学生掌握.本文以课本题及高考题为例,拟就由数列的前n项之和或前n项之积构成的“求和型”或“求积型”数列不等式的证明,给出一种较为简捷、快速的方法——通项比较法.
这是人教版数学选修4—5中的习题,观察结构特点,适当构造新数列并求和,就有下面证法:
将k=1,2,3,…,n时的n个不等式相加,
评注:“通项比较法”证明“求和型”数列不等式的关键,是观察结构特点,适当构造数列.这种证法的实质,是“裂项法求和”:将新数列的通项公式分裂成为两项之差,在求和过程中,前项与后项之间,有许多同类项可以合并,从而求出新数列的和.
(1)用a表示出b,c;
(2)若f(x)≥lnx在[1,+∞)上恒成立,求a的取值班范围;
将k=1,2,…,n时的n个不等式相加,
评注:本题将几何与代数有机地融为一体,既考查曲线与方程,导数及其应用,曲线的切线,数学归纳法,三角函数及其单调性,数列不等式的证明等,又考查待定系数法、化归与转化、分类与整合的数学思想方法等,较好地考查了抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力和应用创新意识.该题构思新颖,设计精巧,是考基础、出活题,以能力立意,在知识网络的交汇处命题的典范!
由上可见,“通项比较法”的基本思想,是将不等式两边各看成一个数列的前n项之和或前n项之积,通过比较两个数列的通项表达式的大小,采用累加法或累乘法而使原数列不等式获证,规律性较强,学生容易掌握,并且灵活运用通项比较法,可使证明过程简捷、快速、高效.
1.杨仁宽.巧裂项求数列的和,妙放缩证明不等式——浅谈一类高考数列不等式问题的求解策略[J].中学数学,2008,4.
2.周伟志.数列不等式证明方法比较[J].中学数学,2008,4.
3.杨仁宽.构建高效课堂,提高教学效率——浅谈“目标引领,活学巧用”高效课堂中的难点突破[J].中学数学,2011,12.