放缩法教案完整版.doc
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第三节 放缩法(教案)
知识梳理
1.放缩法
证明不等式时,通常把不等式中的某些部分的值_________或_________,简化不等式,从而达到证明的目的.我们把这种方法称为放缩法.
知识导学
1.放缩法多借助于一个或多个中间量进行放大或缩小,如欲证A≥B,需通过B≤B1,B1≤B2≤…≤Bi≤A(或A≥A1,A1≥A2≥…≥Ai≥B),再利用传递性,达到证明的目的.
疑难突破
1.放缩法的尺度把握等问题
(1)放缩法的理论依据主要有:
①不等式的传递性;
②等量加不等量为不等量;
③同分子(分母)异分母(分子)的两个分式大小的比较;
④基本不等式与绝对值不等式的基本性质;
⑤三角函数的有界性等.
(2)放缩法使用的主要方法:
放缩法是不等式证明中最重要的变形方法之一,放缩必须有目标,而且要恰到好处,目标往往要从证明的结论考察.常用的放缩方法有增项,减项,利用分式的性质,利用不等式的性质,利用已知不等式,利用函数的性质进行放缩等.比如:
舍去或加上一些项:(a+)2+(a+)2;
将分子或分母放大(缩小):
(k∈R,k1)等.
典题精讲
【例1】 设n是正整数,求证:≤+…+n1.
思路分析:要求一个n项分式+…+的范围,它的和又求不出,可以采用“化整为零”的方法,观察每一项的范围,再求整体的范围.
证明:由2n≥n+kn(k=1,2, …,n),得≤.
当k=1时,≤;
当k=2时,≤;;
……
当k=n时,≤,
∴=≤+…+=1.
思路整理:放缩法证明不等式,放缩要适度,否则会陷入困境,例如证明,由,如果从第3项开始放缩,正好可证明;如果从第2项放缩,可得小于2,当放缩方式不同时,结果也在变化.
放缩法一般包括:用缩小分母,扩大分子,分式值增大;缩小分子,扩大分母,分式值缩小;全量不少于部分.每一次缩小其和变小,但需大于所求;每一次扩大其和变大,但需小于所求.即不能放缩不够或放缩过头,同时要使放缩后便于求和.
【变式训练】 若n∈N+,n≥2,求证:-.
思路分析:利用进行放缩.
证明:∵
=(-)+(-)+…+()
=-.
又+…+
=(1)+(-)+…+()=1-,
∴-+…+1-.
【例2】 (经曲回放)求证:.
思路分析:利用|a+b|≤|a|+|b|进行放缩,但需对a,b的几种情况进行讨论,如a=b=0时等.
证明:若a+b=0或a=b=0时显然成立.
若a+b≠0且a,b不同时为0时,
.
∵|a+b|≤|a|+|b|,
∴上式≤1+.
∴原不等式成立.
思路整理:对含绝对值的不等式的证明,要辨别是否属绝对值不等式的放缩问题,如利用|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|进行放缩,此问题我们可以算作放缩问题中的一类.
【变式训练】 已知|x|,|y|,|z|,求证:|x+2y-3z|ε.
思路分析:利用|a+b+c|≤|a|+|b|+|c|进行放缩.
证明:∵|x|,|y|,|z|,
∴|x+2y-3z|=|1+2y+(-3z)|
≤|x|+|2y|+|-3z|=|x|+2|y|+3|z|
+2×+3×=ε.
∴原不等式成立.
巩固提高
练习1. 求证:(n∈N*且n≥2).
思路分析:待证不等式的两端是整式,中间是n个式子的和,利用式子对每一个式子作适当的变形,最后各式相加,达到适当放大或缩小的目的,宜用放缩法.
证明:∵,
∴,分别令k=2,3,4…,n得:
.
将这些不等式相加得:,
∴.
练习2. 求证:1+3.
思路分析:左边较为复杂,右边为一常数,考虑对一般项进行放缩,再利用等比数列的求和公式,达到证明目的.
证明:由(k是大于2的自然数),
得
3.
练习3. 已知a,b,c∈R+,且a+bc,求证:.
证明:构造函数f(x)=(x∈R+),
任取x1,x2∈R+,且x1x2,则
f(x1)-f(x2)=0,
∴f(x)在(0,+∞)上单调递增.
∵a+bc,∴f(a+b)f(c).
即.
又,
∴.
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