例9-1 如果0?m?b?a,那么( ).
(A)cosb?m?cosb?cosb?ma?maa?mbb?mb?m (B)cos?cos?cosaa?ma?ma?mb(D)cos?cos?cos
a?ma?ma(C)cosb?ma?mb?m?cosbab?m?cosb?m
(1989年高考数学广东题)
例9-2 设?an?是由正数组成的等比数列,Sn是其前n项和. (Ⅰ)证明
lgSn?lgSn?22?lgSn?1;
(Ⅱ)是否存在常数c?0,使得
lg(Sn?c)?lg(Sn?2?c)2?lg(Sn?1?c).
(1995年高考数学理科第25题)
例9-3 已知数列?an?为等比数列,a2?6,a5?162, (Ⅰ)求数列?an?的通项公式; (Ⅱ)设Sn是数列?an?的前n项和,证明(2004年高考数学文科第18题)
讲解 例9-2(1)与例9-3(2)可以认为是真分数不等式的变形用,如果我们没有“化归为课本已经解决的问题”的思想准备,可能就想不到用真分数不等式,或在变形式
SnSn?2?Sn?1
2SnSn?2Sn?12?1.
与
SnSn?1?Sn?1Sn?2 ①
之间犹豫,而一旦想到用真分数不等式,则①已接近完成,因为?an?为递增的正项数列,有
Sn?1Sn?2?a1?qSna1?qSn?1?1.
?qSnqSn?1?SnSn?1.
得
SnSn?2S2n?1例9-4 对一切大于1的自然数,求证:(1?)(1?3115)?(1?12n?1)?2n?12.
(1985年高考数学上海题)
例9-5 已知数列?bn?是等差数列,b1?1,b1?b2???b10?145, (Ⅰ)求数列?bn?的通项bn;
?1?(Ⅱ)设数列?an?的通项an?loga?1?(其中a?0,且a?1),记?,
bn??Sn是数列?an?前n项和.试比较Sn与logabn?1的大小,并证明你的结论.
31(1998年高考数学题理科第25题)
例9-6 已知i,m,n是正整数,且1?i?m?n,
iii?mAn; (Ⅰ)证明niAm(Ⅱ)证明(1+m) n>(1+n) m. (2001年高考数学理科第20题)
iiii讲解 (Ⅰ)要证nAm?mAn,只需
Amm?1m?i?1?m? ???m. ?????inAnn?1n?i?1??nii而由真分数不等式,有
mn?im?1n?1?m?2n?2???m?i?1n?i?1,(由1?i?m?n,有0?mn?1)
im?m?1??m?2???m?i?1?Am?m??i, 相乘 ???n?n?1??n?2???n?i?1?An?n?iiii即 nAm?mAn.
例9-7 等比数列{an}的前n项和为Sn,已知对任意的n?N,点(n,Sn)均在函数
xy?b?r(b?0且b?1,b,r均为常数)的图象上.
? (1)求r的值;
?? (11)当b?2时,记bn?2(log2an?1)(n?N),证明:对任意的n?N,不等式
b?1b1?1b2?1·······n?b1b2bnn?1成立.
(2009年高考数学山东卷理科第20题)
解 (1)因为对任意的n?N?,点(n,Sn)均在函数y?bx?r(b?0且b?1,b,r均为常数)的图象上.所以得Sn?bn?r,当n?1时,
a1?S1?b?r,
当n?2时,
an?Sn?Sn?1?b?r?(bnn?1?r)?b?bnn?1?(b?1)bn?1,
又因为{an}为等比数列,所以公比为
a3a2?b(b?0且b?1),从而a2?a1b,即
?b?1?b??b?r?b ,得r??1.
(11)当b?2时,
an?(b?1)bn?1?2n?1,
n?1bn?2(log2an?1)?2(log22?1)?2n,
则
bn?1bn?2n?12n,
所以
b?1357b1?1b2?12n?1 ·······n????b1b2bn2462n由真分数不等式有
23<345672n2n?1,?,?,?,?, 456782n?12n?22222从而
n2??2??4??6???????????????2??1?3??5??7??n
n2n?2?1?23??45??6?7???????????????????,2n1?2?2?34??56??7?8?n?22n?1?246即 ??????, ??2n?1?n?1?357得
3572n?1??????2462nn?1.
即
b?1b1?1b2?1·······n?b1b2bn1n?1成立.
这与例9-4 证明(1?)(1?315)?(1?12n?1)?2n?12没有本质的区别.
这几道题目课本都没有出现过,但例9-1可以认为是真分数不等式的直接用(加上余弦函数的单调性);例9-2(Ⅰ)与例9-3(Ⅱ)可以认为是真分数不等式的变形用,对例9-4~例9-7可以认为是真分数不等式的整合用(多次连续或多个组合).
第11招:差异分析.(参见文[6]) (1)差异分析的基本含义. ①目标差:我们把题目的条件与结论之间的差异称为目标差,解题的实质就在于设计一个使目标差不断减少的过程.
②差异分析法:通过寻找目标差,不断减少目标差而完成解题的思考方法,叫做差异分析法.
(2)差异分析法的使用步骤.
①寻找目标差:通过分析题目的条件与结论中所出现的元素,元素间所进行的运算,以及元素间所存在的数量特征(如系数、指数、函数名称、自变量等)、关系特征(如运算方式、大于或等于、平行或垂直等)、位置特征等去寻找异同点.
②作出消除反应:对于所找出的目标差,要运用基础理论与基本方法立即作出某种减少目标差的反应.
③积累消除效果:减少目标差的调节要一次又一次地发挥作用,使得对目标差的减少能积累起来,渐次逼近,直至消除,最终完成解题. (3)差异分析法的基本功能.
①差异分析法是“综合——分析法”的一种特殊形式,可同时具有综合法与分析法的双重优势.
②运用差异分析法解题可以同时回答“从何处下手”与“向何方前进”这两个基本问题:我们说,就从分析目标差入手,就向着减少目标差的方向前进.
经常看到一些同学,拿着题目一筹莫展,找不到解题的突破口,连下手的地方都没有,这在很大程度上是不会找目标差,或见到目标差却不能作出反应.还有的同学常在成功的思路上受阻,其原因是不善于把目标差的逼近积累起来.
对于一类恒等式或不等式证明题,这一策略常能凑效.特别地,三角题可以通过角、函数名称、运算方式等的差异分析来求解.
例10 已知数列{an}的首项a1?35,an?1?3an2an?12?. ,n?1,,(Ⅰ)求{an}的通项公式; (Ⅱ)证明:对任意的x?0,an≥211?x??2?2?; ?x?,n?1,,2?n(1?x)?3?1(Ⅲ)证明:a1?a2???an?nn?1.
(2008年高考数学陕西卷理科第22题)(参见文[7]) 讲解 由第(Ⅰ)问易得an?n3nn3?2,因此第(Ⅱ)问可以认为是一道数列不等式的
恒成立问题:已知数列an?3n3?2,证明:对任意的x?0,
an≥11?x??2?2?. ① ?x?,n?1,,2?n(1?x)?3?1对比①式左右两边可以看到,有3个明显的差异:
(1)右边有正数x,左边没有.(恒成立问题) (2)左边有an,右边没有明显表出.
n(3)右边有3或
11?23n,左边没有明显表出.但由an?,23n3nn3?2知
an?23n?1an?1,3?n2an1?an, ②
这就提供了沟通①式左右联系的线索: 思路1:把右边的
23n统一为an的不等式;
23n思路2:把左边的an统一为
的不等式;
思路3:把左右两边统一为3n的不等式; 事实证明这些思路全都是可行的,比如 证明 把
23n统一为an,有
23n?1an?1,得
右边=
11?x??2??x? 2?n(1?x)?3?11??1?????1??x? 2??1?x(1?x)??an??1??112 (关于的二次三项式) ??21?xan(1?x)1?x1??an????1an?1?x???an?≤an.(二次三项式求极值) ??22这个证明表现为一系列恒等变形,若将首尾两行独立出来就得到一个恒等式
?11?2???x??an??2?n?1?x(1?x)?3??1an?1?x???an?. ??2这个等式的外形影响我们对本质的直接揭示,将其改写为不等式左边减右边的形式,有 11?2????x??? an?2?n1?x(1?x)?3????1an??. ③
?1?x?an??