數(shù)列與不等式交匯主要以壓軸題的形式出現(xiàn),尤其是最后一問常常與不等式證明等進(jìn)行交匯.下面對(duì)考題中的數(shù)列與不等式交匯題加以例析.
題型一 求數(shù)列中的最值問題
求解數(shù)列中的某些最值問題,有時(shí)須結(jié)合不等式來(lái)解決,其具體解法有:(1)建立目標(biāo)函數(shù),通過不等式確定變量范圍,進(jìn)而求得最值;(2)首先利用不等式判斷數(shù)列的單調(diào)性,然后確定最值;(3)利用條件中的不等式關(guān)系確定最值.
例1 設(shè)a>0,b>0.若3是3琣與3琤的等比中項(xiàng),則1a+1b的最小值為 .
分析:由三數(shù)成等比數(shù)列可得a,b的一個(gè)關(guān)系式,利用此關(guān)系式再利用基本不等式求最值即可.
解:因?yàn)?琣·3琤=3,所以a+b=1,
1a+1b=(a+b)(1a+1b)=2+ba+ab≥2+2ba·ab=4,
當(dāng)且僅當(dāng)ba=ab即a=b=12時(shí)“=”成立.
點(diǎn)評(píng):本小題考查指數(shù)式冪的運(yùn)算性質(zhì),以及均值不等式求最值的運(yùn)用,考查了變通能力.在應(yīng)用基本不等式的時(shí)候一定要滿足“一正、二定、三相等”才可以.
題型二 數(shù)列參與的不等式的證明問題
此類不等式的證明常用的方法:(1)比較法:作差比較和作商比較,特別是差值比較法是常用方法;(2)分析法與綜合法,一般是利用分析法分析,再利用綜合法表述;(3)放縮法,主要是通過分母分子的擴(kuò)大或縮小、項(xiàng)數(shù)的增加與減少等手段達(dá)到證明的目的.
例2 已知數(shù)列{a璶}的前n項(xiàng)和S璶=2n2+2n,數(shù)列{b璶}的前n項(xiàng)和T璶=2-b璶.
(1)求數(shù)列{a璶}與{b璶}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)c璶=a2璶·b璶,證明:當(dāng)且僅當(dāng)n≥3時(shí),c﹏+1 分析:由a璶=a1 (n=1)S璶-S﹏-1(n≥2) 可求出a璶和b璶,這是數(shù)列中求通項(xiàng)的常用方法之一,在求出a璶和b璶后,進(jìn)而得到c璶,接下來(lái)用作商法來(lái)比較大?。?/p> 解:(1)由于a1=S1=4,當(dāng)n≥2時(shí), a璶=S璶-S﹏-1=(2n2+2n)-[2(n-1)2+2(n-1)]=4n,∴a璶=4n(n∈N*). 又當(dāng)n≥2時(shí)b璶=T璶-T﹏-1=(2-b璶)-(2-b﹏-1)∴2b璶=b﹏-1, ∴數(shù)列{b璶}是等比數(shù)列,其首項(xiàng)為1,公比為12 ∴b璶=(12)﹏-1. (2)由(1)知c璶=a2璶·b璶=16n2·(12)﹏-1, ∴c﹏+1猚璶=16(n+1)2·(12)(n+1)-116n2·(12)﹏-1=(n+1)22n2, 由c﹏+1猚璶<1得(n+1)22n2<1即n2-2n-1>0, ∴n>1+2即n≥3. 又n≥3時(shí)(n+1)22n2<1成立,即c﹏+1猚璶<1,由于c璶>0,故c﹏+1 因此,當(dāng)且僅當(dāng)n≥3時(shí),c﹏+1 點(diǎn)評(píng):商值比較法證明不等式的步驟:“作商——變形——判斷與1的大小”.此時(shí)應(yīng)注意商值比較法僅適用于分母恒為正數(shù)的不等式的證明.差值比較法證明不等式的步驟:“作差——變形——判斷符號(hào)”,為了便于判斷符號(hào),常把差式變形為積的形式或完全平方形式. 題型三 求有數(shù)列參與的不等式恒成立條件下參數(shù)問題 求有數(shù)列參與的不等式恒成立條件下的參數(shù)問題主要兩種策略:(1)若函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,則當(dāng)x∈D時(shí),有f(x)≥M恒成立趂┆玬in(x)≥M;f(x)≤M恒成立趂┆玬ax(x)≤M;(2)利用等差數(shù)列與等比數(shù)列等數(shù)列知識(shí)化簡(jiǎn)不等式,再通過解不等式解得. 例3 等比數(shù)列{a璶}的公比q>1,第17項(xiàng)的平方等于第24項(xiàng),求使a1+a2+…+a璶>1a1+1a2+…1a璶恒成立的正整數(shù)n的取值范圍. 分析:利用條件中兩項(xiàng)間的關(guān)系,尋求數(shù)列首項(xiàng)a1與公比q之間的關(guān)系,再利用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式及所得的關(guān)系化簡(jiǎn)不等式,進(jìn)而通過估算求得正整數(shù)n的取值范圍. 解:由題意得:(a1q16)2=a1q23,∴a1q9=1. 由等比數(shù)列的性質(zhì)知:數(shù)列{1a璶}是以1a1為首項(xiàng),以1q為公比的等比數(shù)列, 要使不等式成立,則須a1(q琻-1)q-1>1a1[1-(1q)琻]1-1q,把a(bǔ)21=q-18代入上式并整理,得q-18(q琻-1)>q(1-1q琻),q琻>q19,∵q>1,∴n>19, 故所求正整數(shù)n的取值范圍是n≥20. 點(diǎn)評(píng):本題解答數(shù)列與不等式兩方面的知識(shí)都用到了,主要體現(xiàn)為用數(shù)列知識(shí)化簡(jiǎn),用不等式知識(shí)求得最后的結(jié)果.本題解答體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想、方程思想及估算思想的應(yīng)用. 在解答題中以中檔題或壓軸題的形式考查數(shù)列與不等式的交匯,還有可能涉及到導(dǎo)數(shù)、解析幾何、三角函數(shù)的知識(shí)等,深度考查不等式的證明(主要是比較法、綜合法、分析法、放縮法、數(shù)學(xué)歸納法、反證法)和邏輯推理能力及分類討論、化歸的數(shù)學(xué)思想,試題新穎別致,難度相對(duì)較大. (作者:車樹勤,江蘇省連云港市錦屏高級(jí)中學(xué))