例1、設數列 { an } 的前 n 項和為 Sn .已知 a1 = 1 ,
例題1圖(1)
(1)求 a2 的值 ;
(2)求數列 { an } 的通項公式;
(3)證明: 對一切正整數 n ,有
例題1圖(2)
解:
(1)依題意, 2S1 = a2 - 1/3 - 1 - 2/3 , 又 S1 = a1 = 1 , 所以 a2 = 4 ;
(2)當 n ≥ 2 時,有
例題1圖(3)
兩式相減得
例題1圖(4)
整理得
例題1圖(5)
故數列 { an/n } 是首項為 a1/1 ,公差為 1 的等差數列,
所以
例題1圖(6)
(3)當 n = 1 時 ,1/a1 = 1 < 7/4 ; 當 n = 2 時 ,1/a1 1/a2 = 1 1/4 = 5/4 < 7/4 ;
當 n = 3 時
例題1圖(7)
例題1圖(8)
綜上,對一切正整數 n ,有
例題1圖(9)
放縮技巧:
所謂放縮的技巧:即欲證 A ≤ B ,欲尋找一個(或多個)中間變量 C ,使 A ≤ C ≤ B ,
由 A 到 C 叫做 “放”,由 B 到 A 叫做 “縮” 。
常用的放縮技巧
常用的放縮技巧圖(1)
常用的放縮技巧圖(2)
放縮方法歸納:
① 先求和後放縮
例題2、正數數列 {an} 的前 n 項的和為 Sn ,且滿足關系式 2✔Sn = an 1 ,試求:
(1)數列 {an} 的通項公式;
(2)設 bn = 1/(an·an 1), 數列 { bn } 的前 n 項和為 Bn , 求證 : Bn < 1/2 。
解:
(1)由已知得 4Sn = ( an 1)^2 , n ≥ 2 時,
例題2圖(1)
作差得:
例題2圖(2)
所以:
例題2圖(3)
又因為 {an} 是正數數列,所以 an - an-1 = 2 , 即 {an} 是以公差為 2 的等差數列 ,
由 2✔S1 = a1 1 , 得 a1 = 1 , 所以 an = 2n - 1 。
(2)
例題2圖(4)
所以:
例題2圖(5)
注:一般先分析數列的通項公式。
如果此數列的前 n 項和能直接求和或者通過變形後求和,則采用先求和再放縮的方法來證明不等式。
② 先放縮再求和
例題3、已知各項均為正數的數列 {an} 的前 n 項和為 Sn , 且滿足關系式 (an)^2 an = 2Sn 。
(1)求證:
例題3圖(1)
(2)求證:
例題3圖(2)
解:
(1)令 n = 1 , 則有 (a1)^2 a1 = 2S1 = 2a1 , 因為 a1 > 0 , 所以 a1 = 1 。
又因為 (an)^2 an = 2Sn ,有
例題3圖(3)
上述兩式相減,且 an 1 = Sn 1 - Sn 得
例題3圖(4)
因為 an > 0 , 所以 an 1 - an = 1 所以 an = 1 1 × (n - 1)= n , Sn = n(n 1)/2 。
所以
例題3圖(5)
(2)
因為
例題3圖(6)
所以
例題3圖(7)
所以
例題3圖(8)
例題3圖(9)
③ 裂項放縮
例題4、已知 n 是正整數,求證:
例題4圖(1)
證明:
因為
例題4圖(2)
所以
例題4圖(3)
④ 公式放縮
例題5、已知函數
例題5圖(1)
.證明:
例題5圖(2)
證明:
因為
例題5圖(3)
又因為 n 是正整數 且 n ≥ 3 ,所以隻需證明 2^n > 2n 1 ;
例題5圖(4)
所以
例題5圖(5)
.
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