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导数之数列型不等式证明

导数之数列型不等式证明
导数之数列型不等式证明

函数与导数解答题之数列型不等式证明

例1.已知函数()()ln 3f x a x ax a R =--∈

(1)讨论函数)(x f 的单调性;

(2)证明:*1111ln(1)()23n n N n +

+++>+∈ (3)证明:()*ln 2ln 3ln 4ln 5ln 12,2345n n n N n n ???<≥∈ (4)证明:()*22222ln 2ln 3ln 4ln 5ln 112,23452n n n n n N n n +?????

(5)证明:()444442

*44444ln 2ln 3ln 4ln 5ln (1)2,23454n n n n N n n

+???<≥∈ (6)求证:()()()

()222222121ln 2ln 3ln ...2,2321n n n n n N n n *-++++<≥∈+ (7)求证:()22221111111...12482n e n N *????????+

+++<∈ ????? ?????????

例2.已知函数2()ln(1)f x a x ax x =+--.

(1)若1x =为函数()f x 的零点,求a 的值;

(2)求()f x 的极值;

(3)证明:对任意正整数n ,2

22134232)1ln(n n n +++++

<+ .

例3.已知函数()x

f x e ax a =--(其中,a R e ∈是自然对数的底数, 2.71828e =…). (1)当a e =时,求函数()f x 的极值;(II )当01a ≤≤时,求证()0f x ≥;

(2)求证:对任意正整数n ,都有2111111222n e ??????+

+???+< ??? ???????.

例4.设函数()ln 1f x x px

(1)求函数()f x 的极值点;

(2)当p >0时,若对任意的x >0,恒有0)(≤x f ,求p 的取值范围;

(3)证明:).2,()1(212ln 33ln 22ln 2222222≥∈+--<+++n N n n n n n

n

例5.已知函数()ln 1f x x x =-+?

(1)求()f x 的最大值;

(2)证明不等式:()*121n n n n e n N n n n e ??????+++<∈ ? ? ?-????

??

例6.已知函数()()2

ln 1f x x x =-+ (1)当0x >时,求证:()3

;f x x < (2)当n N *∈时,求证:

()33311111511...23421n

k f k n n n =??<++++≤- ?+??∑

例7.设函数()2

()ln(1)0f x x m x m =++≠ (1)若12m =-,求)(x f 的单调区间;

(2)如果函数)(x f 在定义域内既有极大值又有极小值,求实数m 的取值范围;

(3)求证:对任意的*N n ∈,不等式311ln n

n n n ->+恒成立?

例8.已知函数()ln(1)(1)1()f x x k x k =---+∈R ,

(1)求函数()f x 的单调区间;

(2)若()0f x ≤恒成立,试确定实数k 的取值范围;

(3)证明:

ln 2ln 3ln (1)3414

n n n n -+++<+(),1n N n ∈>.

例9.已知函数)0()(>++=a c x

b ax x f 的图像在点))1(,1(f 处的切线方程为1-=x y ? (1)用a 表示出

c b ,;

(2)若x x f ln )(≥在),1[+∞上恒成立,求a 的取值范围;

(3)证明:)1()

1(2)1ln(131211≥+++>++++

n n n n n .

例10.已知函数2()2ln 1f x a x x =-+?

(1)当1a =时,求函数()f x 的单调区间及()f x 的最大值;

(2)令()()g x f x x =+,若()g x 在定义域上是单调函数,求a 的取值范围; (3)对于任意的*2,n n N ≥∈,试比较22222ln 2ln 3ln 4ln 5ln n

+++++与232(1)n n n n --+的大小并证明你的结论?

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导数之数列型不等式证明

函数与导数解答题之数列型不等式证明 例1.已知函数()()ln 3f x a x ax a R =--∈ (1)讨论函数)(x f 的单调性; (2)证明:*1111ln(1)()23n n N n + +++>+∈ (3)证明:()*ln 2ln 3ln 4ln 5ln 12,2345n n n N n n ???<≥∈ (4)证明:()*22222ln 2ln 3ln 4ln 5ln 112,23452n n n n n N n n +?????

例3.已知函数()x f x e ax a =--(其中,a R e ∈是自然对数的底数, 2.71828e =…). (1)当a e =时,求函数()f x 的极值;(II )当01a ≤≤时,求证()0f x ≥; (2)求证:对任意正整数n ,都有2111111222n e ??????+ +???+< ??? ???????. 例4.设函数()ln 1f x x px (1)求函数()f x 的极值点; (2)当p >0时,若对任意的x >0,恒有0)(≤x f ,求p 的取值范围; (3)证明:).2,()1(212ln 33ln 22ln 2222222≥∈+--<+++n N n n n n n n 例5.已知函数()ln 1f x x x =-+? (1)求()f x 的最大值; (2)证明不等式:()*121n n n n e n N n n n e ??????+++<∈ ? ? ?-???? ??

利用导数证明不等式的两种通法

利用导数证明不等式的两种通法 吉林省长春市东北师范大学附属实验学校 金钟植 岳海学 利用导数证明不等式是高考中的一个热点问题,利用导数证明不等式主要有两种通法,即函数类不等式证明和常数类不等式证明。下面就有关的两种通法用列举的方式归纳和总结。 一、函数类不等式证明 函数类不等式证明的通法可概括为:证明不等式()()f x g x >(()()f x g x <)的问 题转化为证明()()0f x g x ->(()()0f x g x -<),进而构造辅助函数 ()()()h x f x g x =-,然后利用导数证明函数()h x 的单调性或证明函数()h x 的最小值(最 大值)大于或等于零(小于或等于零)。 例1 已知(0, )2 x π ∈,求证:sin tan x x x << 分析:欲证sin tan x x x <<,只需证函数()sin f x x x =-和()tan g x x x =-在(0,)2 π 上 单调递减即可。 证明: 令()sin f x x x =- ,其中(0,)2 x π ∈ 则/ ()cos 1f x x =-,而(0,)cos 1cos 102 x x x π ∈?

高中不等式的证明方法

不等式的证明方法 不等式的证明是高中数学的一个难点,证明方法多种多样,近几年高考出现较为形式较为活跃,证明中经常需与函数、数列的知识综合应用,灵活的掌握运用各种方法是学好这部分知识的一个前提,下面我们将证明中常见的几种方法作一列举。 注意ab b a 22 2 ≥+的变式应用。常用2 222b a b a +≥ + (其中+ ∈R b a ,)来解决有关根式不等式的问题。 一、比较法 比较法是证明不等式最基本的方法,有做差比较和作商比较两种基本途径。 1、已知a,b,c 均为正数,求证: a c c b b a c b a ++ +++≥++1 11212121 证明:∵a,b 均为正数, ∴ 0) (4)(44)()(14141)(2 ≥+=+-+++=+-+-b a ab b a ab ab b a a b a b b a b a b a 同理 0)(41 4141)(2 ≥+= +-+-c b bc c b c b c b ,0) (414141)(2 ≥+=+-+-c a ac a c a c a c 三式相加,可得 01 11212121≥+-+-+-++a c c b b a c b a ∴a c c b b a c b a ++ +++≥++111212121 二、综合法 综合法是依据题设条件与基本不等式的性质等,运用不等式的变换,从已知条件推出所要证明的结论。 2、a 、b 、),0(∞+∈c ,1=++c b a ,求证: 31222≥ ++c b a 证:2 222)(1)(3c b a c b a ++=≥++?∴ 2222)()(3c b a c b a ++-++0 )()()(222222222222≥-+-+-=---++=a c c b b a ca bc ab c b a 3、设a 、b 、c 是互不相等的正数,求证:)(4 4 4 c b a abc c b a ++>++ 证 : ∵ 2 2442b a b a >+ 2 2442c b c b >+ 2 2442a c a c >+∴ 222222444a c c b b a c b a ++>++ ∵ c ab c b b a c b b a 2 2222222222=?>+同理:a bc a c c b 222222>+ b ca b a a c 222222>+ ∴ )(222222c b a abc a c c b b a ++>++ 4、 知a,b,c R ∈,求证: )(22 2 2 2 2 2 c b a a c c b b a ++≥++ ++ + 证明:∵ ) (2 2 2 2 2 2 2 2)(22b a b a b a b a ab ab +≥++≥+∴≥+

利用放缩法证明数列型不等式压轴题

利用放缩法证明数列型不等式压轴题 惠州市华罗庚中学 欧阳勇 摘要:纵观近几年高考数学卷,压轴题很多是数列型不等式,其中通常需要证明数列型不等式,它不但可以考查证明不等式和数列的各种方法,而且还可以综合考查其它多种数学思想方法,充分体现了能力立意的高考命题原则。处理数列型不等式最重要要的方法为放缩法。放缩法的本质是基于最初等的四则运算,利用不等式的传递性,其优点是能迅速地化繁为简,化难为易,达到事半功倍的效果;其难点是变形灵活,技巧性强,放缩尺度很难把握。对大部分学生来说,在面对这类考题时,往往无从下笔.本文以数列型不等式压轴题的证明为例,探究放缩法在其中的应用,希望能抛砖引玉,给在黑暗是摸索的学生带来一盏明灯。 关键词:放缩法、不等式、数列、数列型不等式、压轴题 主体: 一、常用的放缩法在数列型不等式证明中的应用 1、裂项放缩法:放缩法与裂项求和的结合,用放缩法构造裂项求和,用于解决和式 问题。裂项放缩法主要有两种类型: (1)先放缩通项,然后将其裂成某个数列的相邻两项的差,在求和时消去中间的项。 例1设数列{}n a 的前n 项的和1412 2333n n n S a +=-?+,1,2,3, n =。设2n n n T S =, 1,2,3, n =,证明: 1 32 n i i T =< ∑。 证明:易得12(21)(21),3 n n n S +=--1132311()2(21)(21)22121n n n n n n T ++= =-----, 11223 111 31131111 11 ()()221212212121212121 n n i i i n n i i T ++===-=-+-++ ---------∑∑ = 113113()221212 n +-<-- 点评: 此题的关键是将12(21)(21)n n n +--裂项成1 11 2121 n n +---,然后再求和,即可达到目标。 (2)先放缩通项,然后将其裂成(3)n n ≥项之和,然后再结合其余条件进行二次放缩。 例2 已知数列{}n a 和{}n b 满足112,1(1)n n n a a a a +=-=-,1n n b a =-,数列{}n b 的

利用导数证明不等式的常见题型

利用导数证明不等式的常见题型 山西大学附属中学 韩永权 邮箱:hyq616@https://www.wendangku.net/doc/0018452233.html, 不等式的证明是近几年高考的一个热点题型,它一般出现的压轴题的位置,解决起来比较困难。本文给出这一类问题常见的证明方法,给将要参加高考的学子一些启示和帮助。只要大家认真领会和掌握本文的内容,定会增强解决对这一类问题的办法。下面听我慢慢道来。 题型一 构造函数法,把不等式的证明转化为利用导数研究函数的单调性或求最值,从而证明不等式,而如何根据不等式的结构特征构造一个可导函数是用导数证明不等式的关键。 例1(人教版选修2-2第32页B 组1题)利用函数的单调性,证明不列不等式 (1)),0(,sinx π∈-x x x (3)0,1≠+>x x e x (4)0,ln ><x 时,求证:x x x ≤+≤+- )1ln(1 1 1 证明:令x x x f -+=)1ln()(,则1 111)(+- =-+='x x x x f ∴当01<<-x 时,0)(>'x f ,当0>x 时,0)(<'x f ,()f x 在),1(+∞-上的最大值为 0)0()(max ==f x f ,因此,0)0()(=≤f x f ,即0)1ln(≤-+x x ∴x x ≤+)1ln((右面得证), 再证左面,令11 1 )1ln()(-+++=x x x g ,2 2)1()1(111)(+=+-+='x x x x x g 则 当0)(,),0(;0)(,)0,1(>'+∞∈<'-∈x g x x g x 时当时,函数)(x g 在),1(+∞-上的最小值为 0)0()(m i n ==g x g ,∴0)0()(=≥g x g ,即011 1 )1ln(≥-+++x x ∴111)1ln(+-≥+x x (左面得证),综上,当x x x x ≤+≤-+->)1ln(11 1 ,1有时 启示:证明分三个步骤,一是构造函数,二是对函数求导,判断函数的单调性,三是求此函数的最值,得 出结论。 题型二 通过对函数的变形,利用分析法,证明不等式 例.bx x x h +=ln )(有两个不同的零点21,x x ①求b 的取值范围;②求证:1221x x e >. 解析:①()ln h x x bx =+,其定义域为(0,+∞).由()0h x =得ln -x b x =,记ln ()x x x ?=-,则2 l n 1 ()x x x ?-'=, 所以ln ()x x x ?=-在(0,)e 单调减,在(,)e +∞单调增,所以当x e =时ln ()x x x ?=-取得最小值1e -. 又(1)0?=,所以(0,1)x ∈时()0x ?>,而(1,)x ∈+∞时()0x ?<,所以b 的取值范围是(1 e -,0). ②由题意得1122ln 0,ln 0x bx x bx +=+=, 所以12122121ln ()0,ln ln ()0x x b x x x x b x x ++=-+-=,所以 12122121 ln ln ln x x x x x x x x +=--,不妨设21x x <, 要证212x x e >,需证12122121 ln (ln ln )2x x x x x x x x +=->-.即证2121212()ln ln x x x x x x -->+, 设21(1)x t t x =>,则2(1)4()ln ln 211 t F t t t t t -=-=+-++, 所以2 22 14(1)()0(1)(1) t F t t t t t -'=-=>++,所以函数()F t 在(1,+∞)上单调增, 而(1)0F =,所以()0F t >即2(1) ln 1 t t t ->+,所以212x x e >.

放缩法证明数列不等式经典例题

放缩法证明数列不等式 主要放缩技能: 1.211111111(1)(n 1)1n n n n n n n n -=<<=-++-- 2221144112()141(21)(21)21214 n n n n n n n <===--+--+- ==>= ==<= =<= == =< = = 5.121122211(21)(21)(22)(21)(21)2121n n n n n n n n n n ---<==-------- 6. 111 22(1)11(1)2(1)22(1)2n n n n n n n n n n n n n +++++-==-+?+??+?

例1.设函数2*2()1x x n y n N x -+=∈+的最小值为n a ,最大值为n b , 且n c =(1)求n c ;(2)证明: 4444123111174n c c c c ++++ < 例2.证明:1611780<+ +< 例3.已知正项数列{}n a 的前n 项的和为n s ,且12n n n a s a + =,*n N ∈; (1)求证:数列{} 2n s 是等差数列; (2)解关于数列n 的不等式:11()48n n n a s s n ++?+>- (3)记312311112,n n n n b s T b b b b ==++++,证明:312n T <<

例4.已知数列{}n a 满足:n a n ?????? 是公差为1的等差数列,且121n n n a a n ++=+; (1) 求n a ;(2 12n na +++< 例5.在数列{}n a 中,已知1112,2n n n n a a a a a ++==-; (1)求n a ;(2)证明:112233(1)(1)(1)(1)3n n a a a a a a a a -+-+-++-< 例6.数列{}n a 满足:11122,1()22 n n n n n a a a n a ++==++; (1)设2n n n b a =,求n b ;(2)记11(1)n n c n n a +=+,求证:12351162 n c c c c ≤++++<

2021届高考数学(理)一轮复习学案:第3章导数及其应用第4节利用导数证明不等式

第四节 利用导数证明不等式 课堂考点探究 考点1 单变量不等式的证明 单变量不等式的证明方法 (1)移项法:证明不等式f (x )>g (x )(f (x )<g (x ))的问题转化为证明f (x )-g (x )>0(f (x )-g (x )<0),进而构造辅助函数h (x )=f (x )-g (x ); (2)构造“形似”函数:对原不等式同解变形,如移项、通分、取对数;把不等式转化为左右两边是相同结构的式子的结构,根据“相同结构”构造辅助函数; (3)最值法:欲证f (x )<g (x ),有时可以证明f (x )max <g (x )min . 直接将不等式转化为函数的最值问题 已知函数f (x )=ln x +ax 2+(2a +1)x . (1)讨论f (x )的单调性; (2)当a <0时,证明f (x )≤-3 4a -2. [解] (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x +2ax +2a +1= x +1 2ax +1 x . 当a ≥0,则当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增. 当a <0,则当x ∈? ????0,-12a 时,f ′(x )>0;当x ∈? ????-12a ,+∞时,f ′(x )<0. 故f (x )在? ????0,-12a 上单调递增,在? ?? ??-12a ,+∞上单调递减. (2)证明:由(1)知,当a <0时,f (x )在x =-12a 取得最大值,最大值为f ? ????-12a =ln ? ??? ?-12a -1-1 4a . 所以f (x )≤-34a -2等价于ln ? ????-12a -1-14a ≤-34a -2,即ln ? ????-12a +1 2a +1≤0.设g (x ) =ln x -x +1,则g ′(x )=1 x -1.当x ∈(0,1)时,g ′(x )>0;当x ∈(1,+∞)时,g ′(x ) <0.所以g (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.故当x =1时,g (x )取得最大 值,最大值为g (1)=0.所以当x >0时,g (x )≤0.从而当a <0时,ln ? ????-12a +1 2a +1≤0, 即f (x )≤-3 4a -2. 将不等式转化为函数最值来证明不等式,其主要思想是依据函数在固定区间

数列不等式的证明方法

数列型不等式的证明 数列型不等式问题在近年逐渐成为高考热点,数列型不等式问题常被设置为高考压轴题,能力要求较高。因其仍然是不等式问题,可用处理不等式的方法:基本不等式法;比较法;放缩法,函数单调性法等都是常用的方法;但数列型不等式与自然数有关,因而还有一种行之有效的方法:数学归纳法。 1、重要不等式法 若数列不等式形如下式,可用均值不等式法求证。 (1)),(222R b a ab b a ∈≥+; (2) ),(2 +∈≥+R b a ab b a (3) ),,,(2121321+∈???????????≥+??????+++R x x x x x x n n x x x x n n n n 2、比较法 比较法是证明不等式的基本方法,可以作差比较也可以作商比较,是一种易于掌握的方法。 3、放缩法 常用的放缩结论: ①、 ,111)1(11)1(11112k k k k k k k k k --=-<<+=+-其中(2≥k ) ②、 ;)12)(12(1)12(12+->-n n n ;)12)(32(1)12(12--<-n n n ) 22(21 )12(12+<+n n n ③、 1 211 2-+< < ++k k k k k 用放缩法解题的途径一般有两条,一是先求和再放缩,二是先放缩再求和。 (1)、先求和再放缩 一般先分析数列的通项公式,如果此数列的前n 项和能直接求和或通过变形后可以求和,则采用先求和再放缩的方法证明不等式。数列求和的方法较多,我们在数列求和的专题中有具体的讲解,主要用的有公式法、裂项法、倒序相加法、分组求和法等方法。 例1、已知函数)(x f 对任意实数q p ,都满足)()()(q f p f q p f ?=+,且3 1 )1(=f , (1)当+∈N n 时,求)(n f 的表达式;(2)设))((+∈=N n n nf a n ,n T 是其前n 项和,试证明4 3

数列型不等式的证明.docx

数列型不等式证明的常用方法 一. 放缩法 数列型不等式证明是前见年高考中的一个热点,在多 省试题中常常作为压轴题出现。放缩法是数列不等式证明的 一个重要方法,它具有很强的技巧性的特点,学生往往无从 下手,下面总结放缩法证明的一些常用技巧, 例如 归一技巧、 抓大放小技巧、回头追溯技巧、利用函数性质技巧 ,仅供参 考 . 1 归一技巧 归一技巧,指的是将不容易求和的和式中的所有项或 若干项全部转化为 同一项 ,或是将和式的通项中的一部分转 化为 同一个式子 (或数值),既达到放缩的目的,使新的和 式容易求和 . 归一技巧有 整体归一、分段归一。 例如 1 1 1 1 设 n 是正整数,求证 n 1 n 2 1. 2 2n 1 1 1 【证明】 n 1 n 2 L 2n 1 1 1 1 1 . 2n 2n 2n 2n 2 14444244443 个 1 n 2n 1 1 L 1 另外: n 1 n 2 2n 1 1 1 1 n n n n 1 . 144424443 n 个 1 n 1 1 【说明】在这个证明中,第一次我们把 n 1 、 n 2 、

1 1 L 2n 这些含 n 的式子都 “归一” 为 2n ,此时式子同时变小, 1 1 L 1 1 顺利把不易求和的 n 1 n 2 2n 变成了 n 个 2n 的 和,既将式子缩小,同时也使缩小后的式子非常容易求和, 这就是 “归一” 所达到的效果。 而不等式右边的证明也类似 . 1.1 整体归一 放缩法中,如果通过将所有项转化为同一项而达到放缩目的的,称之为“整体归一” . 例 1. 数列 a n 的各项均为正数, S n 为其前 n 项和,对于任 意 n N * ,总有 a n , S n ,a n 2 成等差数列 . ( Ⅰ ) 求数列 a n 的通项公式; ( Ⅱ ) 设数列 b n 的前 n 项和为 T n ,且 b n ln n x ,求证:对 2 a n 任意实数 x 1, e ( e 是常数, e = )和任意正整数 n , 总有 T n 2 ; (Ⅰ)解:由已知:对于 n N * ,总有 2S n a n a n 2 ①成立 ∴ 2S n 1 a n 1 a n 1 2 (n ≥ 2 )② ① -- ②得 2a n a n a n 2 a n 1 a n 1 2 ∴ a n a n 1 a n a n 1 a n a n 1 ∵ a n , a n 1 均为正数, ∴ a n a n 1 1 (n ≥ 2) ∴数列 a n 是公差为 1 的等差数列

【高中数学】利用导数证明不等式

第四节利用导数证明不等式 考点1作差法构造函数证明不等式 (1)欲证函数不等式f(x)>g(x)(x>a),只需证明f(x)-g(x)>0(x>a),设h(x)=f(x)-g(x),即证h(x)>0(x>a).若h(a)=0,h(x)>h(a)(x>a).接下来往往用导数证得函数h(x)是增函数即可. (2)欲证函数不等式f(x)>g(x)(x∈I,I是区间),只需证明f(x)-g(x)>0(x∈I). 设h(x)=f(x)-g(x)(x∈I),即证h(x)>0(x∈I),也即证h(x)min>0(x∈I)(若h(x)min不存在,则须求函数h(x)的下确界),而这用导数往往容易解决. 已知函数f(x)=ax+x ln x在x=e-2(e为自然对数的底数)处取得极小值. (1)求实数a的值; (2)当x>1时,求证:f(x)>3(x-1). [解](1)因为f(x)定义域为(0,+∞),f(x)=ax+x ln x, 所以f′(x)=a+ln x+1, 因为函数f(x)在x=e-2处取得极小值, 所以f′(e-2)=0,即a+ln e-2+1=0, 所以a=1,所以f′(x)=ln x+2. 当f′(x)>0时,x>e-2;当f′(x)<0时,0<x<e-2, 所以f(x)在(0,e-2)上单调递减,在(e-2,+∞)上单调递增, 所以f(x)在x=e-2处取得极小值,符合题意,所以a=1. (2)证明:由(1)知a=1,所以f(x)=x+x ln x. 令g(x)=f(x)-3(x-1), 即g(x)=x ln x-2x+3(x>0). g′(x)=ln x-1,由g′(x)=0,得x=e. 由g′(x)>0,得x>e;由g′(x)<0,得0<x<e. 所以g(x)在(0,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,

证明数列不等式之放缩技能及缩放在数列中的应用全套整合

证明数列不等式之放缩技巧以及不等式缩放在数列中应用 大全 证明数列型不等式,其思维跨度大、构造性强,需要有较高的放缩技巧,充满思考性和挑战性。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. 一、利用数列的单调性 例1.证明:当Z n n ∈≥,6时, (2) 12n n n +<. 证法一:令)6(2 ) 2(≥+=n n n c n n ,则0232)2(2)3)(1(1211<-=+-++=-+++n n n n n n n n n n c c , 所以当6n ≥时,1n n c c +<.因此当6n ≥时,6683 1.644 n c c ?≤==< 于是当6n ≥时,2 (2) 1.2 n n +< 证法二:可用数学归纳法证.(1)当n = 6时,6 6(62)483 12644 ?+==<成立. (2)假设当(6)n k k =≥时不等式成立,即 (2) 1.2k k k +< 则当n =k +1时,1(1)(3)(2)(1)(3)(1)(3) 1.222(2)(2)2k k k k k k k k k k k k k k ++++++++=?<<++ 由(1)、(2)所述,当n ≥6时, 2 (1) 12n n +<. 二、借助数列递推关系 例 2.已知12-=n n a .证明: ()23 11112 3 n n N a a a *++++ <∈. 证明:n n n n n a a 121121************?=-?=-<-=+++ , ∴3 2])21(1[321)21(...12111112122132<-?=?++?+<+++= -+n n n a a a a a a S . 例3. 已知函数f(x)= 52168x x +-,设正项数列{}n a 满足1a =l ,()1n n a f a +=. (1) 试比较n a 与5 4 的大小,并说明理由; (2) 设数列{}n b 满足n b =54-n a ,记S n =1 n i i b =∑.证明:当n ≥2时,S n <1 4(2n -1).

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧 趣题引入 已知函数 设, 证明:分析:主要考查利用导数证明不等式的能力。证明:,设 当时 ,当时 , 即在上为减函数,在上为增函数 ∴,又 ∴, 即 设 当时,,因此在区间上为减函数; 因为,又 ∴, 即 故综上可知,当 时,本题在设辅助函数时,考虑到不等式涉及的变量是区间的两个端点,因此, 设辅助函数时就把其中一个端点设为自变量,范例中选用右端点,读者不妨设为左端点试一试,就能体会到其中的奥妙了。技巧精髓 一、利用导数研究函数的单调性,再由单调性来证明不等式是函数、导数、 不等式综合中的一个难点,也是近几年高考的热点。 二、解题技巧是构造辅助函数,把不等式的证明转化为利用导数研究函数的 单调性或求最值,从而证得不等式,而如何根据不等式的结构特征构造一个 x x x g ln )(=b a <<02ln )(2 ( 2)()(0a b b a b g a g -<+-+<1ln )(+='x x g )2 (2)()()(x a g x g a g x F +-+=2 ln ln )2()(21)2(2)()(''''x a x x a g x g x a g x g x F +-=+-=?+-='a x <<00)(<'x F a x >0)(>'x F )(x F ),0(a x ∈),(+∞∈a x 0)()(min ==a F x F a b >0)()(=>a F b F 0)2 (2)()(>+-+b a g b g a g 2ln )(2 (2)()()(a x x a g x g a g x G --+-+=)ln(ln 2ln 2 ln ln )(x a x x a x x G +-=-+-='∴0>x 0)('0)()(=

放缩法证明数列不等式经典例题

放缩法证明数列不等式 主要放缩技能: 1.211111111(1)(n 1)1n n n n n n n n -=<<=-++-- 2221144112()141(21)(21)21214 n n n n n n n <===--+--+- ==>= ==<= =<= == =< = = 5. 121122211(21)(21)(22)(21)(21)2121 n n n n n n n n n n ---<==-------- 6. 111 22(1)11(1)2(1)22(1)2n n n n n n n n n n n n n +++++-==-+?+??+?

例1.设函数2*2()1x x n y n N x -+=∈+的最小值为n a ,最大值为n b , 且n c =(1)求n c ;(2)证明: 4444123111174n c c c c ++++ < 例2.证明:1611780<+ ++< 例3.已知正项数列{}n a 的前n 项的和为n s ,且12n n n a s a + =,*n N ∈; (1)求证:数列{} 2n s 是等差数列; (2)解关于数列n 的不等式:11()48n n n a s s n ++?+>- (3)记312311112,n n n n b s T b b b b = = ++++,证明:312n T <<

例4. 已知数列{}n a 满足:n a n ?????? 是公差为1的等差数列,且121n n n a a n ++=+; (1) 求n a ;(2 12n na +++< 例5.在数列{}n a 中,已知1112,2n n n n a a a a a ++==-; (1)求n a ;(2)证明:112233(1)(1)(1)(1)3n n a a a a a a a a -+-+-++-< 例6. 数列{}n a 满足:11122,1()22 n n n n n a a a n a ++==++; (1)设2n n n b a =,求n b ;(2)记11(1)n n c n n a +=+,求证:12351162 n c c c c ≤++++<

数列中的不等式的证明

数列中的不等式的证明 证明数列中的不等式的一般方法: 1.数学归纳法: ①直接应用数学归纳法:这是由于数学归纳法可以用来证明与正整数相关的命题,当然也包括与正整数 相关的不等式(即数列不等式); ②加强命题后应用数学归纳法:直接应用数学归纳法并不能证明所有数列不等式,有些数列不等式必须 经加强后才能应用数学归纳法证出. 2.放缩法: ①单项放缩:将数列中的每一项(通项)进行相同的放缩; ②裂项放缩:将数列中的每一项裂开放缩成某两项之差; ③并项放缩:将数列中的两项合并放缩成一项; ④舍(添)项放缩:将数列中的某些项舍去或添加; ⑤排项放缩:将数列中的项进行排序(即确定数列的单调性),从而求出数列中项的最值,达到证明不 等式的目的,能用排项放缩证明的数列不等式必能直接应用数学归纳法证明,反之亦然; ⑥利用基本不等式放缩:例如平均数不等式也可在数列不等式的证明中起作用. 一、直接应用数学归纳法证明 1.已知函数ax x x f +-=3 )(在)1,0(上是增函数. )1(求实数a 的取值集合A (2)当a 中取A 中最小值时,定义数列}{n a 满足:)(21n n a f a =+且)1,0(1∈=b a ,b 为常数,试比较n n a a 与1+的大小 (3)在(2)的条件下,问是否存在正实数c 使10<-n n a a (3)}{12-n a 递增. 4.(2004.辽宁理科高考第21题) 已知函数223)(x ax x f -=的最大值不大于6 1,又当.8 1)(,]21,41[≥∈x f x 时 (1)求a 的值; (2)设.1 1.),(,21011+<∈=<<++n a N n a f a a n n n 证明 5.(2005.重庆理科高考第22题)数列{a n }满足)1(21)11(1211≥+++==+n a n n a a n n n 且. (1)用数学归纳法证明:)2(2≥≥n a n ; (2) 已知不等式)1(:,0)1ln(2≥<><+n e a x x x n 证明成立对,其中无理数e=2.71828….

导数证明不等式的问题(练习答案)

“导数证明不等式问题”练习题答案 1.设L 为曲线C:ln x y x =在点(1,0)处的切线. (I)求L 的方程; (II)证明:除切点(1,0)之外,曲线C 在直线L 的下方. 解: (I)设ln ()x f x x =,则21ln ()x f x x -'=.所以(1)1f '=.所以L 的方程为1y x =-. (II)令()1()g x x f x =--,则除切点之外,曲线C 在直线l 的下方等价于()0 g x >(0,1)x x >≠. ()g x 满足(1)0g =,且221ln ()1()x x g x f x x -+''=-=. 当01x <<时,210x -<,ln 0x <,所以()0g x '<,故()g x 单调递减; 当1x >时,210x ->,ln 0x >,所以()0g x '>,故()g x 单调递增. 所以,()(1)0g x g >=(0,1x x >≠). 所以除切点之外,曲线C 在直线L 的下方. 又解:()0g x >即ln 10x x x -->变形为2ln 0x x x -->,记2()ln h x x x x =--,则2121(21)(1)()21x x x x h x x x x x --+-'=--==, 所以当01x <<时,()0h x '<,()h x 在(0,1)上单调递减; 当1x >时,()0h x '>,()h x 在(1,+∞)上单调递增. 所以()(1)0h x h >=.)

2.Ⅰ)讨论函数的单调性,并证明当时,; (Ⅱ)证明:当时,函数有最小值.设的最小值为,求函数的值域. 解⑴证明:()2e 2 x x f x x -=+ ()()()22224e e 222x x x x f x x x x ??-' ?=+= ?+++?? ∵当x ∈()()22,-∞--+∞,时,()0f x '> ∴()f x 在()()22,-∞--+∞,和上单调递增 ∴0x >时, ()2e 0=12x x f x ->-+, ∴()2e 20x x x -++> ⑵ ()()()24e 2e x x a x x ax a g x x ----'= () 4e 2e 2x x x x ax a x -++= ()322e 2x x x a x x -??+?+ ?+??= [)01a ∈, 由(1)知,当0x >时,()2e 2x x f x x -= ?+的值域为()1-+∞,,只有一解. 使得2e 2 t t a t -?=-+,(]02t ∈, 当(0,)x t ∈时()0g x '<,()g x 单调减;当(,)x t ∈+∞时()0g x '>,()g x 单调增 ()()()222e 1e e 1e 22 t t t t t t a t t h a t t t -++?-++===+ 记()e 2t k t t =+,在(]0,2t ∈时,()()() 2e 102t t k t t +'=>+,∴()k t 单调递增 ∴()()21e 24h a k t ??=∈ ??? ,. 3.设函数. x x 2f (x)x 2 -=+e 0x >(2)20x x e x -++>[0,1)a ∈2x =(0)x e ax a g x x -->()()g x ()h a ()h a ()1x f x e -=-

导数证明不等式题型全

导数题型一:证明不等式 不等式的证明问题是中学数学教学的一个难点,传统证明不等式的方法技巧性强,多数学生不易想到,并且各类不等式的证明没有通性通法.随着新教材中引入导数,这为我们处理不等式的证明问题又提供了一条新的途径,并且在近年高考题中使用导数证明不等式也时有出现,但现行教材对这一问题没有展开研究,使得学生对这一简便方法并不了解.利用导数证明不等式思路清晰,方法简捷,操作性强,易被学生掌握。下面介绍利用单调性、极值、最值证明不等式的基本思路,并通过构造辅助函数,证明一些不等式。 一.构造形似函数型 例1.求证下列不等式 (1)) 1(2)1ln(22 2x x x x x x +-<+<-),0(∞+∈x (相减) (2)πx x 2sin >)2,0(π ∈x (相除两边同除以x 得π2 sin >x x ) (3)x x x x -<-tan sin )2, 0(π∈x (4)已知:)0(∞+∈x ,求证x x x x 11ln 11<+<+;(换元:设x x t 1+=) (5)已知函数()ln(1)f x x x =+-,1x >-,证明:11ln(1)1x x x - ≤+≤+ 巩固练习: 1.证明1>x 时,不等式x x 132- > 2.0≠x ,证明:x e x +>1 3.0>x 时,求证:)1ln(2 2 x x x +<-

4.证明: ).11(,3 2)1ln(3 2<<-+-≤+x x x x x 5.证明: 331an x x x t +>,)2 ,0(π∈x . 二、需要多次求导 例2.当)1,0(∈x 时,证明:22)1(ln )1(x x x <++ 例3.求证:x >0时,211x 2 x e x ->+ 例4.设函数f (x )=ln x + 2a x 2-(a +1)x (a >0,a 为常数).若a =1,证明:当x >1 时,f (x )< 12x 2-21 x x +三、作辅助函数型 例5.已知:a 、b 为实数,且b >a >e ,其中e 为自然对数的底,求证:a b >b a . 例6.已知函数f(x)=ln(1+x)-x,g(x)=xlnx, (i)求函数f(x)的最大值; (ii)设0>b a ,证明b a b a b a b a ≤++)2 ( (3)若2021π << 四、同增与不同增

高考素材复习素材:一题多解 专题三 利用导数证明不等式问题

一题多解专题三:利用导数证明不等式问题 1.构造函数证明不等式的方法 (1)对于(或可化为)左右两边结构相同的不等式,构造函数f(x),使原不等式成为形如 f(a)>f(b)的形式. (2)对形如f(x)>g(x),构造函数F(x)= f(x)-g(x). (3)对于(或可化为)A x x f ≥),(21的不等式,可选1x (或2x )为主元,构造函数),(2x x f (或 ),(1x x f ). 2.利用导数证明不等式的基本步骤 (1)作差或变形. (2)构造新的函数h(x). (3)对h(x)求导. (4)利用)(x h '判断h(x)的单调性或最值. (5)结论. 例:设b a R b a b ax x x x f ,,,(1)1ln()(∈++++ +=为常数),曲线)(x f y =与直线 x y 2 3 = 在(0,0)点相切. (1)求b a ,的值. (2)证明:当20<x 时,12 12111)1(2+< +?+=++

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