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山东省2009年高考数学试题数列与不等式的解答题为:
数)的图像上。
(1)求r的值;
(2)当b=2时,记b =2(log a +1)(n∈N ),证明:对任意的n∈N ,不等式 • •…• > 成立。
该题主要考查了等比数列的定义、通项公式,以及已知S 求a 的基本题型,并运用数学归纳法证明与自然数有关的命题,以及用放缩法、构造函数法证明不等式。
解:(1)由题意S =b +r,
当n≥2时,S =b +r,
∴a =S -S =b (b-1)。
由于b>0且b≠1,
∴n≥2时,{a }是以b为公比的等比数列。
又a =b+r,a =b(b-1),
∴ =b,即 =b,
∴r=-1。
(2)法一:(数学归纳法)由(1)可知a =2 ,
∴b =2n(n∈N ),
所证不等式为 • •…• > 。
①当n=1时,左边= > =右边,
∴n=1时不等式成立。
②假设n=k时,不等式成立,即 • •…• > 。
当n=k+1时,
• •…• • > • = = > = 。
∴n=k+1时不等式成立。
由①②可知,n∈N 时,不等式 • •…• > 成立。
法二:(放缩法)
所证不等式为 • •…• > 。
事实上:
• •…• = • •…• > • •…• = (2n+2)> 。
或者:令T = • •…• ,T ′= • •…• 。
∴T>T •T ′= • • • •…• • = =n+1,
∴T > 。
对任意n∈N ,不等式 • …… > 成立。
法三:(构造函数法)
令T = ,则T = ,
∴ = = >1,
∴T >T ,即T 为增函数。
∴T >T = >1,即T = >1,
• •…• > 。
对任意n∈N ,不等式 • … > 成立。
数)的图像上。
(1)求r的值;
(2)当b=2时,记b =2(log a +1)(n∈N ),证明:对任意的n∈N ,不等式 • •…• > 成立。
该题主要考查了等比数列的定义、通项公式,以及已知S 求a 的基本题型,并运用数学归纳法证明与自然数有关的命题,以及用放缩法、构造函数法证明不等式。
解:(1)由题意S =b +r,
当n≥2时,S =b +r,
∴a =S -S =b (b-1)。
由于b>0且b≠1,
∴n≥2时,{a }是以b为公比的等比数列。
又a =b+r,a =b(b-1),
∴ =b,即 =b,
∴r=-1。
(2)法一:(数学归纳法)由(1)可知a =2 ,
∴b =2n(n∈N ),
所证不等式为 • •…• > 。
①当n=1时,左边= > =右边,
∴n=1时不等式成立。
②假设n=k时,不等式成立,即 • •…• > 。
当n=k+1时,
• •…• • > • = = > = 。
∴n=k+1时不等式成立。
由①②可知,n∈N 时,不等式 • •…• > 成立。
法二:(放缩法)
所证不等式为 • •…• > 。
事实上:
• •…• = • •…• > • •…• = (2n+2)> 。
或者:令T = • •…• ,T ′= • •…• 。
∴T>T •T ′= • • • •…• • = =n+1,
∴T > 。
对任意n∈N ,不等式 • …… > 成立。
法三:(构造函数法)
令T = ,则T = ,
∴ = = >1,
∴T >T ,即T 为增函数。
∴T >T = >1,即T = >1,
• •…• > 。
对任意n∈N ,不等式 • … > 成立。