從良法
眾所周知,放縮就是將不能求和的數(shù)列轉(zhuǎn)化為可以求和的數(shù)列。既然是轉(zhuǎn)化為可求和的數(shù)列,那么應(yīng)當(dāng)使轉(zhuǎn)化盡可能的“精確”。例如:
已知數(shù)列,,其前項(xiàng)和為,證明:.
這個(gè)證明比較簡(jiǎn)單,只需要將
然后保留第一項(xiàng)不放縮既可證明。而如果要證明,如果用上述方法則需要保留前兩項(xiàng)才可以。
如果只保留一項(xiàng)顯然通過(guò)這種放縮方法是行不通的。因此我們要提高放縮的精確度,我們可以修改放縮方法提高精確度。
如果這樣做精確度高了很多,這樣子放縮就只需要保留一項(xiàng)既可以了。
如果要證明,對(duì)的放縮就需要更進(jìn)一步提高精確度了。在此我們可以用:
保留兩項(xiàng)做到,如下:
如果少保留項(xiàng)數(shù)的話我們就必須更進(jìn)一步提高精確度。事實(shí)上我們可以將:
這樣做精確度顯然又提高了。因?yàn)?,因此只要證明比這個(gè)小都可以做到。
通過(guò)上面的例子我們不難得出,放縮的越精確,得到的結(jié)果越好,越接近于原先的和值。提高的精確度的路徑有兩條,一是改變放縮方法提高精確度,二是多保留幾項(xiàng)。
筆者參加一次課課堂評(píng)比活動(dòng),某老師最后將遞推數(shù)列化到證明,對(duì)于這個(gè)她講了三種方法,分別如下。
方法一:利用真分?jǐn)?shù)的性質(zhì),也就是 “糖水不等式”。
轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求和.
方法二:也是將其轉(zhuǎn)化為等比求和.
方法三:迭代思想,.
以上三種解法保留第一項(xiàng)不變,從第二項(xiàng)開(kāi)始放縮都可以得到答案。然后老師將試題變?yōu)?,學(xué)生就放縮不出來(lái)了。老師說(shuō)這幾種方法都行不通,于是從函數(shù)角度分析了它所謂的本質(zhì)。方法一和方法二最后都是放縮到等比數(shù)列去,為了提高精確度學(xué)生發(fā)現(xiàn)保留三項(xiàng)都不可以。
因?yàn)?/p>
但是所以這種方法行不通了;
事實(shí)上如果繼續(xù)保留四項(xiàng)還是行不通。問(wèn)題出在放縮的精確度過(guò)了,也就是放多了,為此我們要提高放縮的精確度。事實(shí)上方法三是非常好的方法。因?yàn)檫@個(gè)關(guān)系始終成立!所以我們有如下放縮:
觀察對(duì)比不難發(fā)現(xiàn)這兩種放縮主要相差在第四項(xiàng)的處理上,顯然迭代的放縮精確度提高了。我們不妨把第三種放縮的方法稱為“類等比放縮”,也就是轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列去求原數(shù)列的“近似和”。
繼08年浙江卷數(shù)列退出壓軸后,15年又重新歸來(lái),其主要考查的就是遞推數(shù)列。而用“類等比放縮”是一種很好的方法用以解決遞推數(shù)列放縮,下面舉例說(shuō)明。
例1 已知數(shù)列,
(1)若數(shù)列從第二項(xiàng)起每一項(xiàng)都大于1,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若,記是數(shù)列的前項(xiàng)和,證明:
分析:這是高三期末測(cè)試卷.第一問(wèn)略,我們考慮到要證明的式子左邊有字母,而右邊是前項(xiàng)和.因此只需證明 .
,通過(guò)特征方程的不動(dòng)點(diǎn)易求的.
下面我們用“類等比放縮”就可以輕松完成證明。
,
例2 已知數(shù)列,,,.記,
求證:當(dāng)時(shí),(1);(2);(3)
分析:這是2008年浙江省高考理科最后一題,(1)(2)略.這里用“類等比放縮”證明第三問(wèn);
不妨記,即證.由題目易知
,這里我們先求“類等比數(shù)列”的公比:于是有
例3 已知為過(guò)原點(diǎn)的二次函數(shù),對(duì)于任意的有
數(shù)列滿足 .
(1)求函數(shù);
(2)證明:;
(3)證明:
分析:這是杭州市高三模擬試題.由題不難求出,第二問(wèn)先求出,然后作差即可證.第三問(wèn)后半部分的證明比較簡(jiǎn)單,有了(2)的基礎(chǔ)即可證明.這個(gè)題最難證明的是:
如何說(shuō)明呢?我們從題設(shè)分析左邊有,而,因此可轉(zhuǎn)化為證明.這就又回到了“類等比放縮”
于是“類等比數(shù)列”的公比就求出來(lái)了,于是:
通過(guò)上面的幾個(gè)例子不難發(fā)現(xiàn),“類等比放縮”的確可以提高放縮的“精確度”,而且很多遞推數(shù)列可以轉(zhuǎn)化到“類等比數(shù)列”上去。最后我們?cè)俅沃赋龇趴s法證明數(shù)列不等式時(shí)精確度越高越好,提高的路徑有兩條,一是改變放縮方法提高精確度,二是多保留幾項(xiàng),但是一般不超過(guò)三項(xiàng)。endprint