放缩法证明“数列+不等式”问题的两条途径
先放缩再求和
例1 (05年湖北理)已知不等式其中为不大于2的整数,表示不超过的最大整数。设数列的各项为正且满足,证明:,
分析:由条件得:
……
以上各式两边分别相加得:
=
本题由题设条件直接进行放缩,然后求和,命题即得以证明。
例2 (04全国三)已知数列的前项和满足:,
(1)写出数列的前三项,,;
(2)求数列的通项公式;
(3)证明:对任意的整数,有
分析:⑴由递推公式易求:a1=1,a2=0,a3=2;
⑵由已知得:(n>1)
化简得:
,
故数列{}是以为首项, 公比为的等比数列.
故 ∴
∴数列{}的通项公式为:.
⑶观察要证的不等式,左边很复杂,先要设法对左边的项进行适当的放缩,使之能够求和。而左边=,如果我们把上式中的分母中的去掉,就可利用等比数列的前n项公式求和,由于-1与1交错出现,容易想到将式中两项两项地合并起来一起进行放缩,尝试知:,
,因此,可将保留,再将后面的项两两组合后放缩,即可求和。这里需要对进行分类讨论,(1)当为偶数时,
(2)当是奇数时,为偶数,
所以对任意整数,有。
本题的关键是并项后进行适当的放缩。
1、 先求和再放缩
例3(武汉市模拟)定义数列如下:
证明:(1)对于恒有成立。
(2)当,有成立。
(3)。
分析:(1)用数学归纳法易证。
(2)由得:
… …
以上各式两边分别相乘得:
,又
(3)要证不等式,
可先设法求和:,再进行适当的放缩。
又
原不等式得证。
本题的关键是根据题设条件裂项求和。