高中数列放缩法技巧大全
放缩法技巧全总结.doc
..2011 高考数学备考之 放缩技巧证明数列型不等式，因其思维跨度大、构造性强，需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性，能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力，因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。
这类问题的求解策略往往是：通过多角度观察所给数列通项的结构，深入剖析其特征，抓住其规律进行恰当地放缩；其放缩技巧主要有以下几种：一、裂项放缩 例 1.(1) n2的值 ;(2) 求证 : n1 5 .求k 14k 2 1k 1 k23解析 :(1) 因为2211 , 所以n21 12n4n 2 1(2n 1)(2n 1)2n 1 2n 1k14k 2 1 2n 12 n 1(2)因为 11411, 所以 1 1 21 11152n1 2214 n 22n1 2n 1k 1k23 5 2n 1 2n 13 321nn4奇巧积累 :(1)1 4 42 11(2)1 21 1n24n24n22n 1C n11C n2( n 1)n( n 1)n( n 1)n(n 1)12n 1(3)Tr 1r1 n! 1 1 1 1 1 (r 2)C nr!( nr )! n rr! r ( r 1)r 1rn r(4)(1 1 ) n 1 1 1 1 115n 2 3 2 n(n 1)2(5)11 1(6)1 n 2n2 n(2n1) 2n1 2nn 2(7)2( n 1 n )1 2( nn 1) (8)2 1 11 1n2 n 1 2n3 2n(2 n 1) 2 n 1 (2n 3) 2n (9)1 1 1 1 , 1 1 1 1k (n 1 k) n 1 kk n 1 1 k ) k 1 n n 1 kn(n(10)n 1 1(11)12 22(n 1) ! n ! (n 1) !2( 2n 12n 1)n 2n1 2n 11 1nn22(11)2 n2n2 n2n 111(n 2 )(2n 1)2(2n1)( 2n 1) (2 n1)( 2 n2) (2 n 1)(2n 1 1) 2n 11 2 n1 (12)1 11111 n 3 n n2 n (n 1)(n 1)n( n 1) n (n 1) n 1 n 1 1 1 n 1 n 1 1 1n1 n 12 nn 1n1(13)(14)2 n 12 2n(3 1) 2n 3 3(2 n 1) 2n2n 1 2n1 2 n3 2n1 3k 2 11 (15)1 nn 1(n 2)k! (k1)!(k 2)! (k 1) ! (k2) !n( n1)(15)i 21 j 21i 2j 2ij 1ij(i j)( i 21j 2 1)i 2 1j 21. .下载可编辑 . ...例 2.(1) 求证: 11 1 1 71 (n2)325 2( 2n 1) 262( 2n 1)(2)求证:11 11 1 1 (3)求证 : 1 1 31 3 5 1 3 5 6 (2n 1)2n 1 14 16 364n 224n2 2 42 4 62 42n (4) 求证： 2( n1 1)1 1 12 ( 2n 1 1)13n2解析 :(1) 因为11111, 所以n11 1 1 1 1 11 ( ) 1 ( )(2 n 1) 2 (2n 1)(2ni 1 (2i1) 2 2 32n1) 2 2n 1 2n 12n 1 2 31(2) 11 1 1 1 (111) 1 (1 11 )416 3624 22 4 n4n2n(3) 先运用分式放缩法证明出1 3 5 (2 n 1) 1, 再结合2 4 62n2n 11 进行裂项 , 最后就可以得到答n 2 nn 2案(4) 首先再证1 2 , 所以容易经过裂项得到1 1 1 2( n 1 n )n2( n 1 1) 13nnn 12而由均值不等式知道这是显然成立的，1 2( 2n 12n1)2 22 n 12n 11 12 nnn22所以 11 1 12( 2n 1 1)2 3 n例3.求证:6n11 115( n 1)( 2n 1)4 9n 23解析 :一方面 : 因为 11411, 所以n11 2 111112 521 22k 1k23 52n 1 2n 13 3nn 24n12n 12n 14另一方面 : 11 1 1 11 1 1 11 n49n22 3 34n(n 1)n 1n1当 n3 时 , n(n 6n1) , 当 n 1时 , ( n 6n 1 1 1 1 ,n 1 1)(2n1)( 2n 1)4 9 n 2当 n2 时 ,6n11 1 1 ,(n1)(2n 1)4 9 n2所以综上有6n111 1 5(n 1)(2n1)4 9 n 23例 4.(2008 年全国一卷 ) 设函数 f ( x)x x ln x . 数列 a 满足 0a 1. a n 1 f (a n ).n1设 b ( a 1，1) ，整数 k ≥ a 1 b. 证明 : a k 1b .a 1 ln b解析 : 由数学归纳法可以证明a n 是递增数列 ,故 若存在正整数 m k , 使 a mb , 则 a k 1 a k b ,. .下载可编辑. ...若 a mb(m k) , 则由 0a 1 a mb 1知 a m ln a ma 1 ln a m a 1 lnb 0 ,k,a k 1 a k a k ln a k a 1a m ln a mm 1因为 k a m ln a m k( a 1 ln b ),于是a k 1 a 1k | a 1 ln b | a 1 (b a 1 ) bm 1例 5. 已知 n, m N , x1, S1m 2 m3 mn m , 求证 : n m 1 (m 1) S( n 1) m 1 1.mn解析 : 首先可以证明 :(1 x)n 1 nxn m 1 n m 1(n 1)m(n1) m 1 ( n 2 )m 11m 1 0n(k 1)m 1]所以要证1[k m 1k 1n m 1(m 1)S n ( n 1) m 1 1只要证 :nnn[ k m 1(k 1)m 1](m 1)k m (n 1)m 1 1 ( n 1) m 1n m 1 n m 1 (n 1)m 12m 1 1 m 1[( k 1) m 1 k m 1 ]k 1k 1k1故只要证 n[ k m 1 ( k 1)m 1 ](m 1)nk mn [( k 1) m 1 k m1 ],k 1k 1k1即等价于 k m 1 ( k1) m 1 (m 1)k m ( k 1) m 1k m ,即等价于 1 m 1 (1 1) m 1 ,1 m 1(1 1) m 1 而正是成立的 , 所以原命题成立 .kk kk例 6. 已知 a 4n2 n ,2n,求证: T 1 T 2 T 3T n3 .nT na 1 a 2a n2解析: T4142434n( 21222 n) 4(1 4 n) 2(1 2n)4(4 n1) 2(1 2n )n1 4 1 23所以2n2n2n3 2n32nT n4 (4n 1) 2 (1 2n )4 n 144n 124 n 13 2n 1 2 2 2 ( 2n ) 2 3 2n 12 2n 1 2 n 13 3 3 3332 n3 1 12 (2 2 n 1)( 2n 1) 2 2n 12n 1 1从而TTTTn3 1 1 1 11 131232 3 3 72n1 2n 1 12例 7. 已知 x1 , n( n 2k 1,kZ),求证:1111x n2k ,k Z)2 ( n 1 1)(n N*)n 1(n4x 2 x 34x 4 x 5 4x 2 n x 2 n 1证明 :1111 12 ,4x 2 n x 2 n 1 4 ( 2n 1)(2 n 1)44n 2144n 22 n 2 n因为2 n nn 1 , 所以 122n1 n )2 (4x 2 n x 2 n 12 nnn 1所以1112( n 1 1)( n N *)4x 2 x 34x 4 x 5 4x 2n x 2n 1二、函数放缩例 8. 求证：ln 2ln 3 ln 4 ln 3n 3n5n 6( n N * ) .2 3 43n6解析 : 先构造函数有 ln x x 1 ln x 1, 从而 ln 2ln 3 ln 4ln 3n3n111 )1n1 (nxx 2 34 2 333. .下载可编辑 . ...cause1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 123 3n 2 345678 92n 2 n 13n5 3 3 9 9 3n 13n 15n 66 918 272 3 n 1 3n 6所以 ln 2 ln 3ln 4 ln 3 n 3 n5n 3n5n 62343n16 6例 9. 求证 :(1)ln 2ln 3ln n 2n 2 n 12,3n2(n(n 2)21)解析 : 构造函数ln x ,得到 ln nln n 2, 再进行裂项 ln n 21 1, 求和后可以得到答案f ( x)nn 2n 21211)xn n(n 函数构造形式 : ln x x 1, ln nn1(2)例 10. 求证:11 1 1 ln( n 1) 11 12 3n2 n解析 : 提示 : ln( n 1) lnn1 n n 12 lnn1 ln n1 ln 2n 1n n函数构造形式 :ln x x, ln x1 1yx当然本题的证明还可以运用积分放缩如图 , 取函数 f (x)1,xDE首先 : SABCFn1 , 从而 , 1i n1nln n ln( n i )F Cn i xnx ln x |n iA Bn iOn-inx取 i 1有,1ln n ln( n 1) ,n所以有1ln 2,1ln 3 ln 2, ,1ln n ln( n 1) ,1 ln( n 1) ln n ,相加后可以得到:23nn11 11ln( n 1)23n1另一方面 SABDEn1, 从而有1 i n1nln n ln( n i )xn ix ln x |n in in i取 i 1有 , 1ln n ln( n 1) ,n 1所以有ln( n 1) 111 , 所以综上有 11 1 ln( n 1) 111 2n 23 n 12n例 11. 求证: (1)(1) (1) e 和(1 1)(1 1 ) (1 1 )e .解析 : 构造函数后即可证明11 12!3!n!98132 n例 12.求证: (1 1 2) (1 2 3)2 n 3解析 :, 叠加之后就可以得到答[1 n(n 1)] eln[ n(n 1) 1]321n(n 1)案. .下载可编辑 . .函数构造形式 :3 ( x 0 ) 1 ln( 1 x)3 ( x 0) ln( x 1) 2x 1xx 1..( 加强命题 )例 13. 证明 : ln 2 ln 3ln 4 ln n n(n 1)(n N *, n1)345 n 14解析 : 构造函数 f ( x) ln( x 1) (x1) 1(x 1) , 求导 , 可以得到 :'( x)1 1 2x , 令 f '(x ) 0 有 1x 2 , 令 f ' (x )0 有 x 2,fxx 11所以f ( x)f (2)0 ,所以ln( x1) x2 , 令 x n 2 1 有 , ln n2n 2 1所以 ln nn1 , 所以 ln2 ln3 ln 4ln n n(n 1) (n N*, n 1)n 12345n 14例 14. 已知1,a n 1 (1 1 ) a n 1证明a ne 2 .a.n 2 n 2n解析 : an 1(1 1)a n 1 (111) a n ,1)1)n (n2 nn (n 2 n然后两边取自然对数, 可以得到11ln a n 1ln(1 n(n 1)2n)ln an然后运用 ln(1 x ) x 和裂项可以得到答案 )放缩思路： 21 1n )a n 1 1a n 1(1nln a n 1 ln(1n 2n 2 n)ln a nn2ln a n1 1 。
高中数学放缩法技巧全总结
高中数学放缩法技巧全总结高中数学中的放缩法是一种常用的解题技巧，它通过适当调整式子的形式，进行等价转化，从而简化计算或者明晰问题的关键点。
下面总结了一些常见的高中数学放缩法技巧。
1. 分子分母同乘：当分式的分子和分母中含有相同的因式时，可以将分子和分母同时乘以这个因式的倒数，从而得到一个等价的分式。
这样做的好处是可以简化分式，消去分子分母中的公因式。
2. 导数法：在解决函数极值问题时，可以利用导数的概念进行放缩。
通过求函数的导数，并研究导数的正负性，可以找到函数的极值点。
这种方法可以有效地缩小问题的范围，简化计算。
3. 均值不等式：均值不等式是一种常用的放缩方法，它通过寻找合适的均值来放缩不等式。
常见的均值不等式有算术-几何均值不等式、柯西-施瓦茨不等式等。
通过将不等式的两边同时取均值，可以得到一个更简单的等价不等式。
4. 三角函数变换：在解决三角函数相关的问题时，可以利用三角函数的性质进行放缩。
常见的三角函数变换有和差化积、倍角公式等。
通过适当的变换，可以将原问题转化为更容易处理的形式。
5. 幂函数变换：在解决幂函数相关的问题时，可以利用幂函数的性质进行放缩。
常见的幂函数变换有换元法、幂函数的反函数等。
通过适当的变换，可以使问题的形式更简单，更易于分析。
6. 递推关系式：在解决数列相关的问题时，可以利用递推关系式进行放缩。
通过找到数列的递推关系式，可以将原问题转化为递推问题。
递推关系式可以帮助我们找到数列的通项公式，从而简化问题的求解过程。
以上是一些高中数学中常用的放缩法技巧。
通过灵活运用这些技巧，可以在解题过程中简化计算、明晰问题的关键点，从而更高效地解决数学问题。
数列放缩技巧prt
数列放缩技巧证明数列型不等式，因其思维跨度大、构造性强，需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性，能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力，因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。
这类问题的求解策略往往是：通过多角度观察所给数列通项的结构，深入剖析其特征，抓住其规律进行恰当地放缩；其放缩技巧主要有以下几种： 一、裂项放缩 例1.(1)求∑=-nk k12142的值; (2)求证:35112<∑=nk k. 解析:(1)因为121121)12)(12(21422+--=+-=-n n n n n,所以122121114212+=+-=-∑=n n n knk(2)因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-=-<12112121444111222n n nnn,所以35321121121513121112=+<⎪⎭⎫⎝⎛+--++-+<∑=n n knk奇巧积累:(1)⎪⎭⎫⎝⎛+--=-<=1211212144441222n n n nn(2))1(1)1(1)1()1(21211+--=-+=+n n n n n n n C C nn(3))2(111)1(1!11)!(!!11≥--=-<<⋅-=⋅=+r rr r r r nr n r n nC Trrrn r(4)25)1(123112111)11(<-++⨯+⨯++<+n n nn(5)nnnn21121)12(21--=- (6)nn n -+<+221(7))1(21)1(2--<<-+n n nn n(8)nn n n n n n 2)32(12)12(1213211221⋅+-⋅+=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+-(9)⎪⎭⎫ ⎝⎛++-+=+++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=-+k n n k k n n n k kn k n k 11111)1(1,11111)1(1(10) !)1(1!1!)1(+-=+n n n n (11)21212121222)1212(21-++=-++=--+<n n n n n n n(11))2(121121)12)(12(2)22)(12(2)12)(12(2)12(21112≥---=--=--<--=----n nn n nn nnnnnnnn(12) 111)1(1)1(1)1)(1(11123--+⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛+--=+-<⋅=n n n n n n n n n nn n11112111111+--<-++⋅⎪⎭⎫⎝⎛+--=n n n n n n n(13) 3212132122)12(332)13(2221nnnnn n n n n <-⇒>-⇒>-⇒>⋅-=⋅=+(14)!)2(1!)1(1)!2()!1(!2+-+=+++++k k k k k k (15))2(1)1(1≥--<+n n n n n(15)111)11)((1122222222<++++=+++--=-+-+j i j i j i j i ji ji j i例2.(1)求证:)2()12(2167)12(151311222≥-->-++++n n n(2)求证:nn412141361161412-<++++(3)求证:1122642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n nn(4) 求证：)112(2131211)11(2-+<++++<-+n n n解析:(1)因为⎪⎭⎫⎝⎛+--=+->-12112121)12)(12(1)12(12n n n n n ,所以)12131(211)12131(211)12(112--+>+-+>-∑=n n i ni(2))111(41)1211(414136116141222nnn-+<+++=++++(3)先运用分式放缩法证明出1212642)12(531+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅n nn ,再结合nn n -+<+221进行裂项,最后就可以得到答案 (4)首先nn n n n++=-+>12)1(21,所以容易经过裂项得到nn 131211)11(2++++<-+再证21212121222)1212(21-++=-++=--+<n n n n n n n 而由均值不等式知道这是显然成立的，所以)112(2131211-+<++++n n例3.求证:35191411)12)(1(62<++++≤++nn n n解析:一方面:因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-=-<12112121444111222n n nnn,所以35321121121513121112=+<⎪⎭⎫⎝⎛+--++-+<∑=n n knk另一方面:1111)1(143132111914112+=+-=+++⨯+⨯+>++++n n n n n n当3≥n时,)12)(1(61++>+n n n n n,当1=n时,2191411)12)(1(6nn n n ++++=++ ,当2=n时,2191411)12)(1(6nn n n ++++<++ ,所以综上有35191411)12)(1(62<++++≤++nn n n例 4.(2008年全国一卷) 设函数()ln f x x x x=-.数列{}na 满足101a<<.1()n n a f a +=.设1(1)b a ∈，，整数11ln a b k a b-≥.证明:1k ab +>.解析:由数学归纳法可以证明{}na 是递增数列,故存在正整数km≤,使bam≥,则ba a k k ≥>+1,否则若)(k m b am≤<,则由101<<≤<b a a m 知0ln ln ln 11<<≤b a a a a a m m m ,∑=+-=-=km mm k k k k a a a a a a a 111ln ln ,因为)ln (ln 11b a k a akm m m<∑=,于是ba b a b a k a ak =-+≥+>+)(|ln |11111例6.已知nn na 24-=,nnna a a T+++=212,求证23321<++++n T T T T解析:)21(2)14(3421)21(241)41(4)222(444421321nn nnnnnT -+-=-----=+++-++++=所以123)2(22232234232323422234342)21(2)14(3422111111+⋅-⋅⋅=+⋅-⋅=-+=-+-=-+-=++++++nnnn n n n n nn n nnnnn T⎪⎭⎫⎝⎛---=--⋅⋅=+12112123)12)(122(2231n n nnn从而231211217131311231321<⎪⎭⎫⎝⎛---++-+-=+++++n n n T T T T二、函数放缩例8.求证：)(665333ln 44ln 33ln 22ln *N n n nn n∈+-<++++ .解析:先构造函数有xxx x x 11ln 1ln -≤⇒-≤,从而)313121(1333ln 44ln 33ln 22ln nnnn+++--<++++因为⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+++n n n n311212191817161514131213131216533323279189936365111nn n n n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅++⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛++>---所以6653651333ln 44ln 33ln 22ln +-=--<++++n n nnnn例9.求证:(1))2()1(212ln 33ln 22ln ,22≥+--<+++≥n n n nnn ααααααα解析:构造函数xx x f ln )(=,得到22ln ln nn nn≤αα,再进行裂项)1(1111ln 222+-<-≤n n nnn,求和后可以得到答案函数构造形式:1ln -≤x x ,)2(1ln ≥-≤αααn n例10.求证:nn n 1211)1ln(113121+++<+<++++解析:提示:2ln 1ln1ln 1211ln )1ln(++-++=⋅⋅-⋅+=+ n nnn n n nn n 函数构造形式:xx x x 11ln ,ln -><例12.求证:32)]1(1[)321()211(->++⋅⋅⨯+⋅⨯+n en n解析:1)1(32]1)1(ln[++->++n n n n ,叠加之后就可以得到答案函数构造形式:)0(13)1ln(1)0(132)1ln(>+>++⇔>+->+x x xx x x x (加强命题)例13.证明:)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n解析:构造函数)1(1)1()1ln()(>+---=x x x x f ,求导,可以得到:12111)(--=--=x x x x f ,令0)('>x f 有21<<x ,令0)('<x f 有2>x,所以0)2()(=≤f x f ,所以2)1ln(-≤-x x ,令12+=n x有,1ln 22-≤n n所以211ln -≤+n n n,所以)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n例16.(2008年福州市质检)已知函数.ln )(x x x f =若).()(2ln )()(:,0,0b f b a f b a a f b a -+≥++>>证明解析:设函数()()(),(0)g x f x f k x k =+-> .2021,0)(,ln 1)ln(1ln )(.0),ln()(ln )(,ln )(k x k xk k x xk x x g xk x x k x x g k x x k x k x x x g x x x f <<⇒>--⇒>->'-=---+='<<∴--+=∴=则有令∴函数k k x g ,2[)(在）上单调递增，在]2,0(k 上单调递减.∴)(x g 的最小值为)2(k g ，即总有).2()(k g x g ≥而,2ln )()2ln (ln 2ln)2()2()2(k k f k k k k k k f k f k g -=-==-+=,2ln )()(k k f x g -≥∴即.2ln )()()(k k f x k f x f -≥-+ 令,,b x k a x =-=则.b a k += .2ln )()()()(b a b a f b f a f +-+≥+∴ ).()(2ln )()(b f b a f b a a f -+≥++∴三、分式放缩姐妹不等式:)0,0(>>>++>m a b ma mb a b和)0,0(>>>++<m b a ma mb a b 记忆口诀”小者小,大者大”解释:看b ,若b 小,则不等号是小于号,反之. 例19. 姐妹不等式:12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n 和121)211()611)(411)(211(+<+---n n也可以表示成为12)12(5312642+>-⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅n n n 和1212642)12(531+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅n nn解析: 利用假分数的一个性质)0,0(>>>++>m a b ma mb ab可得>-⋅⋅122563412n n=+⋅⋅nn 212674523 )12(212654321+⋅-⋅⋅n nn⇒12)122563412(2+>-⋅⋅n n n即.12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n例20.证明:.13)2311()711)(411)(11(3+>-++++n n解析: 运用两次次分式放缩:1338956.232313784512-⋅⋅⋅⋅>--⋅⋅⋅⋅n n n n (加1)nn n n 31391067.342313784512+⋅⋅⋅⋅>--⋅⋅⋅⋅(加2)相乘,可以得到:)13(1323875421131381057.2423137845122+⋅--⋅⋅⋅⋅=-+⋅⋅⋅⋅>⎪⎭⎫ ⎝⎛--⋅⋅⋅⋅n n n n n n n 所以有.13)2311()711)(411)(11(3+>-++++n n四、分类放缩例21.求证:212131211n n>-++++解析: +++++++++>-++++)21212121()4141(211121312113333n2)211(221)212121(n n nnnnn>-+=-+++五、迭代放缩例25. 已知1,1411=++=+x x x x n n n ,求证:当2≥n 时,nni ix -=-≤-∑1122|2|解析:通过迭代的方法得到1212-≤-n nx,然后相加就可以得到结论例26. 设nnn S 2!sin 2!2sin 2!1sin 21+++=,求证:对任意的正整数k ,若k ≥n 恒有:|S n+k －S n |<1n解析: |2)sin(2)!2sin(2)!1sin(|||21kn n n n kn k n n n S S ++++++++++=-kn n n kn n n k n n n +++++++++≤++++++≤212121|2)s i n (||2)!2sin(||2)!1sin(|2121nknkn21)211(21)212121(212<-⋅=+++=又nC C C nn n n nn>+++=+= 10)11(2所以nS Snn kn 121||<<-+六、借助数列递推关系 例28. 求证:1122642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n nn解析: 设nn an2642)12(531⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅=则111)12(]1)1(2[)1(212+++++=++⇒++=n n n n n a a n a n a n n a ,从而n n n a n a n a )12(]1)1(2[11+-++=++,相加后就可以得到11223121)12(3)12(1121-+<-+⋅+<-+=++++n n n a a n a a a n n例29. 若1,111+=⋅=+n a a an n ,求证:)11(211121-+≥+++n a a a n解析:nn n n n n n a a a a a n a a -=⇒+⋅=+=⋅+++++21112112所以就有2122111121121121-+=-≥--++=+++++n a a a a a a a a a a a n n n n n七、分类讨论例30.已知数列}{na 的前n 项和nS 满足.1,)1(2≥-+=n a Snn n证明：对任意的整数4>m ，有8711154<+++ma a a解析:容易得到[].)1(23212---+=n n na,由于通项中含有n)1(-，很难直接放缩，考虑分项讨论：当3≥n 且n 为奇数时12222223)121121(2311213212121--++⋅=-++=+-------+n n n n n n n n na a)2121(2322223123212-----+⋅=+⋅<n n n n n （减项放缩），于是①当4>m 且m 为偶数时=+++m a a a 11154)11()11(11654mm a a a a a +++++-.878321)211(412321)212121(23214243=+<-⋅⋅+=++++<--m m②当4>m 且m 为奇数时<+++ma a a 111541541111+++++m ma a a a （添项放缩）由①知.871111154<+++++m ma a a a 由①②得证。
高中数学数列与不等式综合题放缩法技巧
数列型不等式放缩技巧主要有以下几种： 一、裂项放缩 例1.(1)求∑=-nk k12142的值; (2)求证:35112<∑=nk k. 解析:(1)因为121121)12)(12(21422+--=+-=-n n n n n ,所以122121114212+=+-=-∑=n n n k n k (2)因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-=-<12112121444111222n n n n n ,所以35321121121513121112=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛+--++-+<∑=n n k nk 奇巧积累:(1)⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-<=1211212144441222n n n n n (2))1(1)1(1)1()1(21211+--=-+=+n n n n n n n C C n n (3))2(111)1(1!11)!(!!11≥--=-<<⋅-=⋅=+r r r r r r n r n r n nC Tr rrn r (4)25)1(123112111)11(<-++⨯+⨯++<+n n n n (5)nn nn 21121)12(21--=- (6)n n n -+<+221(7))1(21)1(2--<<-+n n n n n (8) nn n n n n n 2)32(12)12(1213211221⋅+-⋅+=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+- (9)⎪⎭⎫ ⎝⎛++-+=+++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=-+k n n k k n n n k k n k n k 11111)1(1,11111)1(1 (10) !)1(1!1!)1(+-=+n n n n (11)21212121222)1212(21-++=-++=--+<n n n n n n n(11))2(121121)12)(12(2)22)(12(2)12)(12(2)12(21112≥---=--=--<--=----n n n n n n n n n n n n n n(12) 111)1(1)1(1)1)(1(11123--+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+-<⋅=n n n n n n n n n nn n 11112111111+--<-++⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=n n n n n n n (13) 3212132122)12(332)13(2221nn n n n n n n n <-⇒>-⇒>-⇒>⋅-=⋅=+(14) !)2(1!)1(1)!2()!1(!2+-+=+++++k k k k k k (15) )2(1)1(1≥--<+n n n n n (15) 111)11)((1122222222<++++=+++--=-+-+j i j i j i j i j i j i j i例2.(1)求证:)2()12(2167)12(151311222≥-->-++++n n n (2)求证:n n 412141361161412-<++++ (3)求证:1122642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n nn (4) 求证：)112(2131211)11(2-+<++++<-+n nn解析:(1)因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+->-12112121)12)(12(1)12(12n n n n n ,所以 )12131(211)12131(211)12(112--+>+-+>-∑=n n i ni(2))111(41)1211(414136116141222nn n -+<+++=++++(3)先运用分式放缩法证明出1212642)12(531+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅n n n ,再结合nn n -+<+221进行裂项,最后就可以得到答案(4)首先nn n n n ++=-+>12)1(21,所以容易经过裂项得到n n 131211)11(2++++<-+ ,再证21212121222)1212(21-++=-++=--+<n n n n n n n而由均值不等式知道这是显然成立的，所以)112(2131211-+<++++n n例3.求证:35191411)12)(1(62<++++≤++n n n n解析:一方面:因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-=-<12112121444111222n n n n n ,所以35321121121513121112=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛+--++-+<∑=n n knk 另一方面:1111)1(143132111914112+=+-=+++⨯+⨯+>++++n n n n n n 当3≥n 时,)12)(1(61++>+n n n n n ,当1=n 时,2191411)12)(1(6n n n n ++++=++ , 当2=n 时,2191411)12)(1(6nn n n ++++<++ ,所以综上有35191411)12)(1(62<++++≤++n n n n例5.已知m m m m m n S x N m n ++++=->∈+ 321,1,,,求证: 1)1()1(11-+<+<++m n m n S m n .解析:首先可以证明:nx x n +≥+1)1(,∑=++++++++--=-++---+--=nk m m m m m m m m k k n n n n n 111111111])1([01)2()1()1( 所以要证1)1()1(11-+<+<++m n m n S m n只要证:∑∑∑=+++++++++==++-+=-++--+-+=-+<+<--nk m m m m m m m m m nk m nk m m k k n nnn n k m k k111111111111111])1[(2)1()1(1)1()1(])1([故只要证∑∑∑=++==++-+<+<--nk m m nk m n k m m k k k m k k 1111111])1[()1(])1([,即等价于mm m m m k k k m k k-+<+<--+++111)1()1()1(,即等价于11)11(11,)11(11++-<+-+<++m m kk m k k m 而正是成立的,所以原命题成立. 例6.已知n n n a 24-=,n n na a a T +++= 212,求证:23321<++++n T T T T .解析:)21(2)14(3421)21(241)41(4)222(444421321n n nn n n nT -+-=-----=+++-++++=所以123)2(22232234232323422234342)21(2)14(3422111111+⋅-⋅⋅=+⋅-⋅=-+=-+-=-+-=++++++n n nn n n n n n n n n n n n n T ⎪⎭⎫ ⎝⎛---=--⋅⋅=+12112123)12)(122(2231n n n n n 从而231211217131311231321<⎪⎭⎫ ⎝⎛---++-+-=+++++n n nT T T T 例7.已知11=x ,⎩⎨⎧∈=-∈-==),2(1),12(Z k k n n Z k k n n x n,求证:*))(11(21114122454432N n n x x x x x x n n ∈-+>++⋅+⋅+证明:nnnn n n x x n n 222141141)12)(12(11424244122=⋅=>-=+-=+,因为12++<n n n ,所以)1(2122214122n n n n nx x n n -+=++>>+, 所以*))(11(21114122454432N n n x x x x x x n n ∈-+>++⋅+⋅+二、函数放缩例8.求证：)(665333ln 44ln 33ln 22ln *N n n n n n∈+-<++++ .解析:先构造函数有xxx x x 11ln 1ln -≤⇒-≤,从而)313121(1333ln 44ln 33ln 22ln nn n n +++--<++++因为⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+++n n n n 31121219181716151413121313121 6533323279189936365111n n n n n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅++⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛++>---所以6653651333ln 44ln 33ln 22ln +-=--<++++n n n n nn例11.求证:e n <+⋅⋅++)!11()!311)(!211( 和e n <+⋅⋅++)311()8111)(911(2 .解析:构造函数后即可证明例13.证明:)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n 解析:构造函数)1(1)1()1ln()(>+---=x x x x f ,求导,可以得到: 12111)('--=--=x x x x f ,令0)('>x f 有21<<x ,令0)('<x f 有2>x ,所以0)2()(=≤f x f ,所以2)1ln(-≤-x x ,令12+=n x 有,1ln 22-≤n n所以211ln -≤+n n n ,所以)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n三、分式放缩姐妹不等式:)0,0(>>>++>m a b m a m b a b 和)0,0(>>>++<m b a ma mb a b记忆口诀”小者小,大者大”解释:看b ,若b 小,则不等号是小于号,反之.例19. 姐妹不等式:12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n 和121)211()611)(411)(211(+<+---n n也可以表示成为12)12(5312642+>-⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅n n n和1212642)12(531+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅n n n解析: 利用假分数的一个性质)0,0(>>>++>m a b ma mb ab 可得>-⋅⋅122563412n n=+⋅⋅nn 212674523 )12(212654321+⋅-⋅⋅n nn⇒12)122563412(2+>-⋅⋅n n n 即.12)1211()511)(311)(11(+>-++++n n 例20.证明:.13)2311()711)(411)(11(3+>-++++n n 解析: 运用两次次分式放缩:1338956.232313784512-⋅⋅⋅⋅>--⋅⋅⋅⋅n n n n (加1)nn n n 31391067.342313784512+⋅⋅⋅⋅>--⋅⋅⋅⋅ (加2)相乘,可以得到:)13(1323875421131381057.2423137845122+⋅--⋅⋅⋅⋅=-+⋅⋅⋅⋅>⎪⎭⎫ ⎝⎛--⋅⋅⋅⋅n n n n n n n 所以有.13)2311()711)(411)(11(3+>-++++n n四、分类放缩例21.求证:212131211nn>-++++ 解析: +++++++++>-++++ )21212121()4141(211121312113333n2)211(221)212121(n n nn n n n >-+=-+++ 六、借助数列递推关系例27.求证:1222642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n nn解析: 设n n a n 2642)12(531⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅= 则nn n n n a na a n a n n a +=+⇒++=++2)1(2)1(21211,从而n n n na a n a 2)1(21-+=+,相加后就可以得到1221)22(1321)1(22)1(21121-+⋅+<-+⋅+<-+=++++n n n n a a n a a a n n ,所以1222642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n n n 例28. 求证:1122642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n nn解析: 设n n a n 2642)12(531⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅= 则111)12(]1)1(2[)1(212+++++=++⇒++=n n n n n a a n a n a n n a ,从而n n n a n a n a )12(]1)1(2[11+-++=++,相加后就可以得到11223121)12(3)12(1121-+<-+⋅+<-+=++++n n n a a n a a a n n 例29. 若1,111+=⋅=+n a a a n n ,求证:)11(211121-+≥+++n a a a n解析:nn n n n n n a a a a a n a a -=⇒+⋅=+=⋅+++++21112112所以就有2122111121121121-+=-≥--++=+++++n a a a a a a a a a a a n n n n n 九、均值不等式放缩例32.设.)1(3221+++⋅+⋅=n n S n 求证.2)1(2)1(2+<<+n S n n n解析: 此数列的通项为.,,2,1,)1(n k k k a k =+=2121)1(+=++<+<k k k k k k ，)21(11∑∑==+<<∴nk n nk k S k ， 即.2)1(22)1(2)1(2+<++<<+n n n n S n n n注：①应注意把握放缩的“度”：上述不等式右边放缩用的是均值不等式2b a ab +≤，若放成1)1(+<+k k k 则得2)1(2)3)(1()1(21+>++=+<∑=n n n k S nk n ，就放过“度”了！②根据所证不等式的结构特征来选取所需要的重要不等式，这里na a n a a a a a a nnnn n n22111111++≤++≤≤++其中，3,2=n 等的各式及其变式公式均可供选用。
数列型不等式放缩技巧九法
1 2 3 n 例 3 求证 C n + Cn + Cn + L + Cn > n⋅2
1 n 2 n 3 n
( n > 1, n ∈ N ) .
简析 不等式左边 C + C + C + L + C = 2 n − 1 = 1 + 2 + 2 2 + L + 2 n −1
n n
> n ⋅ n 1 ⋅ 2 ⋅ 2 2 ⋅ L ⋅ 2 n −1 = n ⋅ 2
一 利用重要不等式放缩
1． 均值不等式法 例 1 设 S n = 1 ⋅ 2 + 2 ⋅ 3 + L + n(n + 1) . 求证 解析 数列的通项 n(n + 1) ( n + 1) 2 < Sn < . 2 2
a k = k (k + 1) , k = 1,2,L , n.
Q k < k (k + 1) <
Hale Waihona Puke 11 2 1 ( 处 1 )得 ) > 1+ 2⋅ n = 2, x = 2k − 1 2k − 1 2k − 1 n n 1 2k + 1 1 2k + 1 1+ > ⇒ ∏ (1 + )=∏ = 2n + 1. k =1 2k − 1 2k − 1 2k − 1 k =1 2k − 1 注 例 4 是 1985 海高考试题 题 添 而编拟 1998 全国高考文科试题 进行升维处理并 参数而 理科姊妹题 如理科题的 是 (1 +
1 2
n +1
1 2
数列极限常用的放缩技巧
数列极限常用的放缩技巧
数列的极限有许多放缩技巧，以下是其中一些常见的放缩技巧：
1. 比较定理：如果存在另一个数列或函数与所给数列之间的大小关系，且另一个数列或函数的极限已知，那么可以利用这种大小关系来求出所给数列的极限。
2. 夹逼定理：如果存在两个数列或函数，一个从下方夹逼住所给数列，一个从上方夹逼住所给数列，且两个数列或函数的极限相同，那么所给数列的极限也与这两个数列或函数的极限相同。
3. 利用不等式：如果能找到一个不等式，使得所给数列与已知数列之间的关系能够推导出它们的极限，那么可以利用这个不等式来求出所给数列的极限。
4. 利用递推关系：对于递推数列，可以根据其递推关系来进行放缩。
常用的方法包括使用递推公式进行展开、对递推关系进行变形等。
5. 利用数列的特殊性质：对于一些特殊的数列，如等差数列、等比数列等，可以利用其特殊性质来求出其极限。
例如，对于等差数列，可以利用其差值与项数之间的关系来求出其极限。
以上是一些常见的数列极限的放缩技巧，实际应用时需要根据具体情况选择合适的放缩方法。
放缩法技巧全总结
高考数学备考之放缩技巧证明数列型不等式，因其思维跨度大、构造性强，需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性，能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力，因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。
这类问题的求解策略往往是：通过多角度观察所给数列通项的结构，深入剖析其特征，抓住其规律进行恰当地放缩；其放缩技巧主要有以下几种： 一、裂项放缩 例1.(1)求∑=-nk k12142的值; (2)求证:35112<∑=nk k. 解析:(1)因为121121)12)(12(21422+--=+-=-n n n n n ,所以122121114212+=+-=-∑=n n n k n k (2)因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-=-<12112121444111222n n n n n ,所以35321121121513121112=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛+--++-+<∑=n n k nk 奇巧积累:(1)⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-<=1211212144441222n n n nn(2))1(1)1(1)1()1(21211+--=-+=+n n n n n n n C C n n (3))2(111)1(1!11)!(!!11≥--=-<<⋅-=⋅=+r r r r r r n r n r n nC Tr rrn r (4)25)1(123112111)11(<-++⨯+⨯++<+n n n n (5)nn n n 21121)12(21--=- (6)n n n -+<+221(7))1(21)1(2--<<-+n n n n n (8)nn n n n n n 2)32(12)12(1213211221⋅+-⋅+=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+- (9)⎪⎭⎫ ⎝⎛++-+=+++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=-+k n n k k n n n k k n k n k 11111)1(1,11111)1(1(10)!)1(1!1!)1(+-=+n n n n (11)21212121222)1212(21-++=-++=--+<n n n n n n n(11))2(121121)12)(12(2)22)(12(2)12)(12(2)12(21112≥---=--=--<--=----n nn n n n n n n n n n n n(12)111)1(1)1(1)1)(1(11123--+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+-<⋅=n n n n n n n n n n n n 11112111111+--<-++⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=n n n n n n n(13)3212132122)12(332)13(2221n n nn n n n n n <-⇒>-⇒>-⇒>⋅-=⋅=+(14)!)2(1!)1(1)!2()!1(!2+-+=+++++k k k k k k (15))2(1)1(1≥--<+n n n n n(15)111)11)((1122222222<++++=+++--=-+-+j i j i j i j i j i j i j i例2.(1)求证:)2()12(2167)12(151311222≥-->-++++n n n (2)求证:nn 412141361161412-<++++ (3)求证:1122642)12(531642531423121-+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅++⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+n nn(4) 求证：)112(2131211)11(2-+<++++<-+n nn解析:(1)因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+->-12112121)12)(12(1)12(12n n n n n ,所以)12131(211)12131(211)12(112--+>+-+>-∑=n n i ni(2))111(41)1211(414136116141222nn n -+<+++=++++(3)先运用分式放缩法证明出1212642)12(531+<⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅n nn ,再结合nn n -+<+221进行裂项,最后就可以得到答案(4)首先nn n n n++=-+>12)1(21,所以容易经过裂项得到nn 131211)11(2++++<-+再证21212121222)1212(21-++=-++=--+<n n n n n n n而由均值不等式知道这是显然成立的，所以)112(2131211-+<++++n n例3.求证:35191411)12)(1(62<++++≤++n n n n解析:一方面:因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-=-<12112121444111222n n n n n ,所以35321121121513121112=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛+--++-+<∑=n n knk 另一方面:1111)1(143132111914112+=+-=+++⨯+⨯+>++++n n n n n n 当3≥n 时,)12)(1(61++>+n n n n n,当1=n 时,2191411)12)(1(6n n n n ++++=++ ,当2=n 时,2191411)12)(1(6nn n n ++++<++ ,所以综上有35191411)12)(1(62<++++≤++n n n n例 4.(2008年全国一卷) 设函数()ln f x x x x =-.数列{}n a 满足101a <<.1()n n a f a +=.设1(1)b a ∈，，整数11ln a b k a b-≥.证明:1k a b +>.解析:由数学归纳法可以证明{}n a 是递增数列,故存在正整数k m ≤,使b a m ≥,则b a a k k ≥>+1,否则若)(k m b a m ≤<,则由101<<≤<b a a m 知0ln ln ln 11<<≤b a a a a a m m m ,∑=+-=-=k m m m k k k k a a a a a a a111ln ln ,因为)ln (ln 11b a k a a km m m <∑=,于是b a b a b a k a a k =-+≥+>+)(|ln |11111例5.已知m m m m m n S x N m n ++++=->∈+ 321,1,,,求证: 1)1()1(11-+<+<++m n m n S m n .解析:首先可以证明:nx x n +≥+1)1(∑=++++++++--=-++---+--=nk m m m m m m m m k k n n n nn111111111])1([01)2()1()1( 所以要证1)1()1(11-+<+<++m n m n S m n 只要证:∑∑∑=+++++++++==++-+=-++--+-+=-+<+<--nk m m m m m m m m m n k m n k m m k k n n n n n k m k k 111111111111111])1[(2)1()1(1)1()1(])1([ 故只要证∑∑∑=++==++-+<+<--nk m m nk m nk m m k k k m k k 1111111])1[()1(])1([,即等价于m m m m m k k k m k k -+<+<--+++111)1()1()1(,即等价于11)11(11,)11(11++-<+-+<++m m kk m k k m而正是成立的,所以原命题成立. 例6.已知n n n a 24-=,nn na a a T +++=212,求证:23321<++++nT T T T .解析:)21(2)14(3421)21(241)41(4)222(444421321n n nn n n nT -+-=-----=+++-++++=所以123)2(22232234232323422234342)21(2)14(3422111111+⋅-⋅⋅=+⋅-⋅=-+=-+-=-+-=++++++n n nn n n n n n n n n n n nn T⎪⎭⎫ ⎝⎛---=--⋅⋅=+12112123)12)(122(2231n n nn n 从而231211217131311231321<⎪⎭⎫ ⎝⎛---++-+-=+++++n n nT T T T 例7.已知11=x ,⎩⎨⎧∈=-∈-==),2(1),12(Z k k n n Z k k n n x n,求证:*))(11(21114122454432N n n x x x x x x n n ∈-+>++⋅+⋅+证明:nnn n n n x x n n 222141141)12)(12(11424244122=⋅=>-=+-=+,因为 12++<n n n ,所以)1(2122214122n n n n n x x n n -+=++>>+所以*))(11(21114122454432N n n x x x x x x n n ∈-+>++⋅+⋅+二、函数放缩例8.求证：)(665333ln 44ln 33ln 22ln *N n n n n n∈+-<++++ .解析:先构造函数有xxx x x 11ln 1ln -≤⇒-≤,从而)313121(1333ln 44ln 33ln 22ln nn n n +++--<++++因为⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+++n n n n 311212191817161514131213131216533323279189936365111n n n n n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅++⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛++>---所以6653651333ln 44ln 33ln 22ln +-=--<++++n n n n nn例9.求证:(1))2()1(212ln 33ln 22ln ,22≥+--<+++≥n n n n n n ααααααα解析:构造函数xx x f ln )(=,得到22ln ln n n n n≤αα,再进行裂项)1(1111ln 222+-<-≤n n n n n ,求和后可以得到答案函数构造形式: 1ln -≤x x ,)2(1ln ≥-≤αααn n例10.求证:nn n 1211)1ln(113121+++<+<++++ 解析:提示:2ln 1ln 1ln 1211ln )1ln(++-++=⋅⋅-⋅+=+ n n nn n n n n n当然本题的证明还可以运用积分放缩 如图,取函数xx f 1)(=,首先:⎰-<n in ABCFx S 1,从而,)ln(ln |ln 11i n n x x i n n i n ni n --==<⋅--⎰ 取1=i 有,)1ln(ln 1--<n n n,所以有2ln 21<,2ln 3ln 31-<,…,)1ln(ln 1--<n n n ,n n n ln )1ln(11-+<+,相加后可以得到: )1ln(113121+<++++n n另一方面⎰->n i n ABDExS 1,从而有)ln(ln |ln 11i n n x x i i n n i n ni n --==>⋅---⎰取1=i 有,)1ln(ln 11-->-n n n ,所以有nn 1211)1ln(+++<+ ,所以综上有nn n 1211)1ln(113121+++<+<++++例11.求证:e n <+⋅⋅++)!11()!311)(!211( 和e n <+⋅⋅++)311()8111)(911(2 . 解析:构造函数后即可证明例12.求证:32)]1(1[)321()211(->++⋅⋅⨯+⋅⨯+n e n n解析:1)1(32]1)1(ln[++->++n n n n ,叠加之后就可以得到答案 例13.证明:)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n 解析:构造函数)1(1)1()1ln()(>+---=x x x x f ,求导,可以得到:12111)('--=--=x x x x f ,令0)('>x f 有21<<x ,令0)('<x f 有2>x ,所以0)2()(=≤f x f ,所以2)1ln(-≤-x x ,令12+=n x 有,1ln 22-≤n n 所以211ln -≤+n n n,所以)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n例14. 已知112111,(1).2n n na a a n n+==+++证明2n a e <. 解析:nn n n n a n n a n n a )21)1(11(21))1(11(1+++<+++=+, 然后两边取自然对数,可以得到nn n a n n a ln )21)1(11ln(ln 1++++<+ 然后运用x x <+)1ln(和裂项可以得到答案) 放缩思路：⇒+++≤+n nn a n n a )2111(21⇒++++≤+n n n a n n a ln )2111ln(ln 21 nn n n a 211ln 2+++≤。
2022年高考数学放缩法在解答数列题中的应用技巧(十一种放缩方法全归纳)
n
21 3 2
n(n 1)
(5)
2n
1 (2n
1)
1 2n 1
1 2n
(6) 1 n 2 n n 2
(7) 2( n 1 n) 1 2( n n 1) n
(8)
2 2n
1
1 2n
3
1 2n
1
(2n 1) 2n1
1 (2n 3) 2n
(9)
k(n
1 1
k)
n
1 1
k
1 k
34．已知数列 an 的首项
a1
3 5
，
an1
3an 2an 1
，
n
1、
2
、
．
（1）证明：对任意的
x
0
，
an
1 1 x
1
1 x2
2 3n
x
，n
1、2
、
；
（2）证明： a1 a2
an
n2 . n 1
12、经典题目方法探究
35．已知函数 f (x) ln(1 x) x .若 f (x) 在区间[0, n](n N*) 上的最小值为 bn ，令 an ln(1 n) bn .求
(Ⅰ)①求证:函数 g(x) f (x) 在 (0, ) 上是增函数;
x
①当 x1 0，x2 0 时,证明: f x1 f x2 f x1 x2 ;
(Ⅱ)已知不等式 ln(x 1) x 在 x 1且 x 0 时恒成立,求证:
1
22
ln
22
1 32
ln
32
1 42
ln
an 1, ai 0 (i 1, 2
n) ，求证： a12 a22 a1 a2 a2 a3
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高中数列放缩法技巧大全证明数列型不等式，因其思维跨度大、构造性强，需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性，能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力，因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。
这类问题的求解策略往往是：通过多角度观察所给数列通项的结构，深入剖析其特征，抓住其规律进行恰当地放缩；其放缩技巧主要有以下几种：一、裂项放缩例1.(1)求∑=-nk k 12142的值; (2)求证:21153nk k=<∑. 解析:(1)因为121121)12)(12(21422+--=+-=-n n n n n ,所以122121114212+=+-=-∑=n nn knk (2)因为22211411214121214n n n n n ⎛⎫<==- ⎪--+⎝⎭-, 所以35321121121513121112=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛+--++-+<∑=n n knk 技巧积累:(1)2221441124412121n n n n n ⎛⎫=<=- ⎪--+⎝⎭(2)1211211(1)(1)(1)(1)n n C C n n n n n n n +==-+--+ (3))2(111)1(1!11)!(!!11≥--=-<<⋅-=⋅=+r rr r r r n r n r n n C T r r rn r (4)25)1(123112111)11(<-++⨯+⨯++<+n n n n (5)nn n n 21121)12(21--=- (6)n n n -+<+221(7))1(21)1(2--<<-+n n nn n(8) n n n n n n n 2)32(12)12(1213211221⋅+-⋅+=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+- (9)⎪⎭⎫ ⎝⎛++-+=+++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=-+k n n k k n n n k k n k n k 11111)1(1,11111)1(1(10)!)1(1!1!)1(+-=+n n n n(11)21212121222)1212(21-++=-++=--+<n n n n n n n(12))2(121121)12)(12(2)22)(12(2)12)(12(2)12(21112≥---=--=--<--=----n nn n n n n n n n n n n n (13)111)1(1)1(1)1)(1(11123--+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+-<⋅=n n n n n n n n n nn n11112111111+--<-++⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=n n n n n n n 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++++=++ ,当2=n 时,2191411)12)(1(6nn n n ++++<++ ,所以综上有35191411)12)(1(62<++++≤++n n n n例4.(2008年全国一卷) 设函数()ln f x x x x =-.数列{}n a 满足101a <<.1()n n a f a +=.设1(1)b a ∈，，整数11ln a bk a b-≥.证明:1k a b +>.解析:由数学归纳法可以证明{}n a 是递增数列,故存在正整数k m ≤,使b a m ≥,则b a a k k ≥>+1,否则若)(k m b a m ≤<,则由101<<≤<b a a m 知0ln ln ln 11<<≤b a a a a a m m m ,∑=+-=-=km m m k k k k a a a a a a a 111ln ln ,因为)ln (ln 11b a k a a km m m <∑=,于是b a b a b a k a a k =-+≥+>+)(|ln |11111例5.已知mmmmm n S x N m n ++++=->∈+ 321,1,,,求证: 1)1()1(11-+<+<++m n m n S m n.解析:首先可以证明:nx x n+≥+1)1(∑=++++++++--=-++---+--=nk m m m m m m m m k k n n n nn111111111])1([01)2()1()1( 所以要证1)1()1(11-+<+<++m n m n S m n只要证:111111111111111[(1)](1)(1)1(1)(1)2[(1)]nnm m m m m m m m m m k k n m m k kk m k n n n n n k k +++++++++==++=--<+<+-=+-+--++-=+-∑∑∑ 故只要证∑∑∑=++==++-+<+<--nk m m n k m nk m m k k k m k k1111111])1[()1(])1([,即等价于m m m m m k k k m k k -+<+<--+++111)1()1()1(,即等价于11)11(11,)11(11++-<+-+<++m m kk m k k m 而正是成立的,所以原命题成立.例6.已知nnn a 24-=,nnn a a a T +++= 212,求证:23321<++++nT T T T . 解析:)21(2)14(3421)21(241)41(4)222(444421321n nn n nnn T -+-=-----=+++-++++= 所以111111222244442(41)2(12)222333333232432222(2)321nn nn n n n n n n n nn n n n T ++++++===-+--+-+-⋅==⋅-⋅+⋅-⋅+ ⎪⎭⎫ ⎝⎛---=--⋅⋅=+12112123)12)(122(2231n n n n n 从而231211217131311231321<⎪⎭⎫⎝⎛---++-+-=+++++n n n T T T T例7.已知11=x ,⎩⎨⎧∈=-∈-==),2(1),12(Z k k n n Z k k n n x n ,求证:*))(11(21114122454432N n n x x x x x x n n ∈-+>++⋅+⋅+证明:nnn n n n x x n n 222141141)12)(12(11424244122=⋅=>-=+-=+,因为12++<n n n ,所以)1(2122214122n n n n nx x n n -+=++>>+所以*))(11(21114122454432N n n x x x x x x n n ∈-+>++⋅+⋅+二、函数放缩例8.求证：)(665333ln 44ln 33ln 22ln *N n n n n n ∈+-<++++ . 解析:先构造函数有xxx x x 11ln 1ln -≤⇒-≤,从而)313121(1333ln 44ln 33ln 22ln n n n n +++--<++++ 因为⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+++n n n n 311212191817161514131213131216533323279189936365111nn n n n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅++⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛++>--- 所以6653651333ln 44ln 33ln 22ln +-=--<++++n n n n n n 例9.求证:(1))2()1(212ln 33ln 22ln ,22≥+--<+++≥n n n n n n ααααααα解析:构造函数x x x f ln )(=,得到22ln ln nn n n ≤αα,再进行裂项)1(1111ln 222+-<-≤n n nn n ,求和后可以得到答案 函数构造形式:当然本题的证明还可以运用积分放缩 如图,取函数xx f 1)(=, 首先:⎰-<nin ABCFx S 1,从而,)ln(ln |ln 11i n n x x i n n i n ni n --==<⋅--⎰ 取1=i 有,)1ln(ln 1--<n n n, 所以有2ln 21<,2ln 3ln 31-<,…,)1ln(ln 1--<n n n ,n n n ln )1ln(11-+<+,相加后可以得到:)1ln(113121+<++++n n 另一方面⎰->ni n ABDE x S 1,从而有)ln(ln |ln 11i n n x xi i n n i n ni n --==>⋅---⎰取1=i 有,)1ln(ln 11-->-n n n , 所以有nn 1211)1ln(+++<+ ,所以综上有nn n 1211)1ln(113121+++<+<++++ 例11.求证:e n <+⋅⋅++)!11()!311)(!211( 和e n <+⋅⋅++)311()8111)(911(2 .解析:构造函数后即可证明例12.求证:32)]1(1[)321()211(->++⋅⋅⨯+⋅⨯+n e n n解析:1)1(32]1)1(ln[++->++n n n n ,叠加之后就可以得到答案例13.证明:)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n解析:构造函数)1(1)1()1ln()(>+---=x x x x f ,求导,可以得到:12111)('--=--=x x x x f ,令0)('>x f 有21<<x ,令0)('<x f 有2>x ,所以0)2()(=≤f x f ,所以2)1ln(-≤-x x ,令12+=n x 有,1ln 22-≤n n所以211ln -≤+n n n ,所以)1*,(4)1(1ln 54ln 43ln 32ln >∈-<+++++n N n n n n n 例14. 已知112111,(1).2n n na a a n n +==+++证明2n a e <. 解析: n n n n n a n n a n n a )21)1(11(21))1(11(1+++<+++=+,然后两边取自然对数,可以得到n n n a n n a ln )21)1(11ln(ln 1++++<+然后运用x x <+)1ln(和裂项可以得到答案)放缩思路：⇒+++≤+nnn a n n a )2111(21⇒++++≤+n n n a n n a ln )2111ln(ln 21n n n n a 211ln 2+++≤。