人教版高中数学选修4-5讲义及题型归纳(提高):证明不等式的方法故原结论成立.
综合法:Q(3?7)2?(25)2?10?221?20?2(21?5)?0,?3?7?25.
25通过两端平方后导出矛盾,从而肯定原结论. 反证法:假设3?7…从以上证法中,可知三种方法均可. 故选:D.
【点评】本题考查分析法、综合法、反证法的应用,考查分析与判定思维能力,属于中档题.
考点四 数学归纳法
1.数学归纳法
一般地,当要证明一个命题对于不小于某正整数n0的所有正整数n都成立时,可以用以下两个步骤:
(1)证明当n=n0时命题成立;
(2)假设当n=k(k∈N+,且k≥n0)时命题成立,证明n=k+1时命题也成立.
在完成了这两个步骤后,就可以断定命题对于不小于n0的所有正整数都成立.这种证明方法称为数学归纳法.
2.用数学归纳法证明时,要分两个步骤,两者缺一不可.
(1)证明了第一步,就获得了递推的基础,但仅靠这一步还不能说明结论的正确性.
在这一步中,只需验证命题结论成立的最小的正整数就可以了,没有必要验证命题对几个正整数成立.
(2)证明了第二步,就获得了推理的依据.仅有第二步而没有第一步,则失去了递推的基础;而只有第一步而没有第二步,就可能得出不正确的结论,因为单靠第一步,我们无法递推下去,所以我们无法判断命题对n0+1,n0+2,…,是否正确.
在第二步中,n=k命题成立,可以作为条件加以运用,而n=k+1时的情况则有待利用命题的已知条件,公理,定理,定义加以证明.
完成一,二步后,最后对命题做一个总的结论.
人教版高中数学选修4-5讲义及题型归纳(提高):证明不等式的方法3.用数学归纳法证明恒等式的步骤及注意事项: ①明确初始值n0并验证真假.(必不可少) ②“假设n=k时命题正确”并写出命题形式.
③分析“n=k+1时”命题是什么,并找出与“n=k”时命题形式的差别.弄清左端应增加的项. ④明确等式左端变形目标,掌握恒等式变形常用的方法:乘法公式、因式分解、添拆项、配方等,并用上假设.
7.利用数学归纳法证明不等式1?111????n?n?1(n?N*)的过程中,由n?k到n?k?1时,232?n不等式的左边增加的项数为( A.1
B.2k?1
)
C.2k
D.k
【分析】依题意,由n?k递推到n?k?1时,不等式左边?1?式的左边比较即可得到答案. 【解答】解:用数学归纳法证明1?边?1?????111????k?1与n?k时不等232?k?1111????n?n?1的过程中,假设n?k时不等式成立,左232?n1, k2?k111则当n?k?1时,左边?1?????k?1,
232?k?11123?由n?k递推到n?k?1时不等式左边增加了:
(2k?1?k?1)?2k?k?1?1?2k?1项,
故选:B.
111????,共
2k?k?12k?k?22k?1?k?1【点评】本题考查数学归纳法,考查观察、推理与运算能力,属于中档题.
12?22?32???(?1)n?1n2?n(n?1)(n是正奇数)8.用数学归纳法证明等式:,假设n?k时等式成立,
则需证(
12)
B.n?k?1时等式成立,且k…3 D.n?k?2时等式成立,且k…3
A.n?k?1时等式成立,且k…1 C.n?k?2时等式成立,且k…1
【分析】根据数学归纳法证明数学命题的步骤,在第二步,假设n?k时,命题成立,在此基础上且
n是正奇数,应推证n?k?2时,命题也成立.
【解答】解:由于相邻的两个奇数相差2,根据数学归纳法证明数学命题的步骤,在第二步时,假设
n?k(k为正奇数)时,
人教版高中数学选修4-5讲义及题型归纳(提高):证明不等式的方法则需证明n?k?2时等式成立,且k…1. 故选:C.
【点评】本题考查用数学归纳法证明数学命题的两个步骤,注意相邻的两个奇数相差2,这是解题的易错点.
9.用数学归纳法证明不等式
1111?????(n?1,n?N*)的过程中,从n?k到n?k?1n?1n?2n?n2时左边需增加的代数式是( A.
)
C.
1 2k?2B.
11? 2k?12k?211? 2k?12k?2D.
1 2k?1【分析】求出当n?k时,左边的代数式,当n?k?1时,左边的代数式,相减可得结果.
111????, k?1k?2k?k11111?????? 当n?k?1时,左边的代数式为, k?2k?3k?k2k?12k?2【解答】解:当n?k时,左边的代数式为
故用n?k?1时左边的代数式减去n?k时左边的代数式的结果为:
11111????. 2k?12k?2k?12k?12k?2故选:B.
【点评】本题考查用数学归纳法证明不等式,注意式子的结构特征,以及从n?k到n?k?1项的变化.
课后综合巩固练习
10.设a?b?0,m?a?b,n?a?b,则m,n的大小关系是 m?n . 【分析】由(a?b?b)2?a?2ab?b2?a?a,可得结论. 【解答】解:Qa?b?0,
(a?b?b)2?a?2ab?b2?a?a,
22故a?b?b?a, 即a?b?a?b, 即m?n, 故答案为:m?n
人教版高中数学选修4-5讲义及题型归纳(提高):证明不等式的方法【点评】本题考查的知识点是不等式的证明与不等关系的判断,难度中档. 11.(选修4?5:不等式选讲)
27. 已知正数a,b,c满足abc?1,求证:(a?2)(b?2)(c?2)…【分析】根据条件以及(a?2)(b?2)(c?2)?(a?1?1)(b?1?1)(c?1?1),利用基本不等式,证得要证的不等式成立.
【解答】证明:由于正数a,b,c满足abc?1,
33ag33bg33c?273abc?27, 故有(a?2)(b?2)(c?2)?(a?1?1)(b?1?1)(c?1?1)…当且仅当a?b?c?1时 等号成立,
27成立. 故:(a?2)(b?2)(c?2)…【点评】本题主要考查用综合法证明不等式,基本不等式的应用,属于中档题.
0对于一切实数x恒成立,又?x0?R,使ax02?4x0?b?012.已知a?b,二次三项式ax?4x?b…a2?b2成立,则的最小值为 42 .
a?ba2?b248?(a?)?【分析】由条件求得a?2,ab?4,由此把要求的式子化为,利用基本不等a?baa?4a2式即可求出答案.
0对于一切实数x恒成立, 【解答】解:Q已知a?b,二次三项式ax?4x?b…2?a?0,且△?16?4ab?0,?ab…4.
2再由?x0?R,ax0?4x0?b?0,可得△?0,
?16?4ab?0,
即ab?4,
?a?2,
Q1642(a?)?82a?b48aa???(a?)? 444a?baa?a?a?aaa22a2?48…2(a?)g?28?42,当且仅当a?2?6时取等号
4aa?aa2?b2故的最小值为42,
a?b人教版高中数学选修4-5讲义及题型归纳(提高):证明不等式的方法故答案为:42.
【点评】本题主要考查基本不等式的应用以及函数恒成立的问题,式子的变形是解题的难点和关键,属于中档题.
13.已知数列{an}中,a1?1,an?1?3an. 6?an(1)写出a2,a3,a4的值,猜想数列{an}的通项公式; (2)用数学归纳法证明(1)中你的结论. 【分析】(1)根据a1?1,an?1?(2)①当n?1时,由a1?1?3an,求出a2,a3,a4的值即可猜想{an}的通项公式; 6?an33*知猜想成立;②假设n?k(k?N)时,猜想成立,即ak?k,
2?12?1然后证明n?k?1时,猜想成立即可. 【解答】解:(1)a1?1,an?1?猜想an?33133an,?a2?,a3??,a1?,
593176?an3; 2n?13知猜想成立; 2?13 2k?1(2)用数学归纳法证明如下: ①当n?1时,由a1?1?*②假设n?k(k?N)时,猜想成立,即ak?93ak933?2?1???则ak?1? 6?ak6?36(2k?1)?32(2k?1)?12k?1?12k?1k?n?k?1时,猜想成立,
根据①②可知,猜想对一切正整数n都成立.
【点评】本题考查了利用递推公式求数列的通项公式和数学归纳法,考出来逻辑推理能力和运算能力,属中档题.