第一篇:数学归纳法证明不等式教案
§2.3用数学归纳法证明不等式
学习目标:1.理解数学归纳法的定义、数学归纳法证明基本步骤;
2.重、难点:应用数学归纳法证明不等式.一、知识情景:
1.关于正整数n的命题(相当于多米诺骨牌),我们可以采用下面方法来证明其正确性:
10.验证n取第一个值时命题成立(即n=n时命题成立)(归纳奠基);
20.假设当n=k时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立(归纳递推).30.由10、20知,对于一切n≥n的自然数n命题都成立!(结论)
要诀: 递推基础不可少,归纳假设要用到,结论写明莫忘掉.二、数学归纳法的应用:
例1.用数学归纳法证明不等式sinn≤nsin.(nN)
证明:(1)当 n=1时,上式左边=│Sinθ│=右边,不等式成立。
(2)假设当n=k(k≥1)时命题成立,即有│Sin kθ│≤k│Sinθ│
当n=k+1时,│Sin(k+1)θ│=│Sin kθCosθ+Cos kθSin θ│
≤│Sin kθCosθ│+│Cos kθSin θ│
=│Sin kθ││Cosθ│+│Cos kθ││Sin θ│
≤│Sin kθ│+│Sin θ│≤k│Sinθ│+│Sin θ│=(k+1)│Sinθ│
所以当n=k+1时,不等式也成立。
由(1)(2)可知,不等式对一切正整数n均成立。
例2. 证明贝努力(Bernoulli)不等式:
已知xR,且x> 1,且x0,nN*,n≥2.求证:(1+x)n>1+nx.证明:(1)当n=2时,由x≠0得(1+x)2=1+2x+x2>1+2x,不等式成立。
(2)假设n=k(k≥2)时,不等式成立,即有(1+x)k>1+kx
当n=k+1时,(1+x)k+1=(1+x)(1+x)k>(1+x)(1+kx)=1+x+kx+ kx2>1+x+kx=1+(k+1)x 所以当n=k+1时,不等式成立
由(1)(2)可知,贝努力不等式成立。
例3 证明: 如果n(n为正整数)个正数a1,a2,,an的乘积a1a2an1,那么它们的和a1a2an≥n.三、当堂检测
1、(1)不等式2nn4对哪些正整数n成立?证明你的结论。
1(2)求满足不等式(1)nn的正整数n的范围。n
n2*22n(nN).
2、用数学归纳法证明
证明:(1)当n=1时,221,不等式成立; 当n=2时,222,不等式成立;当n=3时,223,不等式成立.
*nk(k3,kN)时不等式成立,即 2k2k2.(2)假设当
k1k222则当nk1时,222(22)22k2(k1)k2k3,1222
322kk3∵,∴2k3(k3)(k1)0,(*)
k1222k1222(k1)k2k3(k1)22(k1)从而,∴. 即当nk1时,不等式
也成立. 由(1),(2)可知,22n对一切nN都成立.
四、课堂小结
1.用数学归纳法证明,要完成两个步骤,这两个步骤是缺一不可的.但从证题的难易来分析,证明第二步是难点和关键,要充分利用归纳假设,做好命题从n=k到n=k+1的转化,这个转化要求在变化过程中结构不变.
2.用数学归纳法证明不等式是较困难的课题,除运用证明不等式的几种基本方法外,经常使用的方法就是放缩法,针对目标,合理放缩,从而达到目标.
n2*
第二篇:不等式的证明教案
不等式的证明
教学目标:
(1)理解证明不等式的三种方法:比较法、综合法和分析法的意义;
(2)掌握用比较法、综合法和分析法证明简单的不等式;
(3)能根据实际题目灵活地选择适当地证明方法;
(4)通过不等式证明,培养学生逻辑推理论证的能力和抽象思维能力.教学建议:
1.知识结构:(不等式证明三种方法的理解)==〉(简单应用)==〉(综合应用)
2.重点、难点分析
重点:不等式证明的主要方法的意义和应用;
难点:①理解分析法与综合法在推理方向上是相反的;
②综合性问题证明方法的选择.
(1)不等式证明的意义
不等式的证明是要证明对于满足条件的所有数都成立(或都不成立),而并非是带入具体的数
值去验证式子是否成立.
(2)比较法证明不等式的分析
①在证明不等式的各种方法中,比较法是最基本、最重要的方法.
②证明不等式的比较法,有求差比较法和求商比较法两种途径.
由于a>b<==>a-b>0,因此,证明a>b,可转化为证明与之等价的a-b>0.这种证法就是求差比较法.由于当b>0时,a>b<==>(a/b)>1,因此,证明a>b(b>0),可以转化为证明与之等价的(a/b)>1(b>0).这种证法就是求商比较法,使用求商比较法证明一定要注意(b>0)这一前提条件.
③求差比较法的基本步骤是:“作差变形断号”.
其中,作差是依据,变形是手段,判断符号才是目的.
变形的方法一般有配方法、通分法和因式分解法等,变成能够判断出差的符号是正或负的数(或式子)即可.④作商比较法的基本步骤是:“作商变形判断商式与1的大小关系”,需要注意的是,作商比较法一般用于证明不等号两侧的式子同号的不等式.
(3)综合法证明不等式的分析
①利用某些已经证明过的不等式和不等式的性质推导出所要证明的不等式成立,这种证明方法通常叫做综合法.
②综合法的思路是“由因导果”:从已知的不等式出发,通过一系列已知条件推导变换,推导出求证的不等式.
③综合法证明不等式的逻辑关系是:
(已知)==〉(逐步推演不等式成立的必要条件)==〉(结论)
(4)分析法证明不等式的分析
①从求证的不等式出发,逐步寻求使不等式成立的充分条件,直至所需条件被确认成立,就断定求证的不等式成立,这种证明方法就是分析法.
有时,我们也可以首先假定所要证明的不等式成立,逐步推出一个已知成立的不等式,只要这个推出过程中的每一步都是可以逆推的,那么就可以断定所给的不等式成立.这也是用分析法,注意应强调“以上每一步都可逆”,并说出可逆的根据.
②分析法的思路是“执果导因”:从求证的不等式出发,探索使结论成立的充分条件直至已成立的不等式.它与综合法是对立统一的两种方法.
③用分析法证明不等式的逻辑关系是:
(已知)<==(逐步推演不等式成立的必要条件)<==(结论)
④分析法是证明不等式时一种常用的基本方法.当证明不知从何入手时,有时可以运用分析法而获得解决.特别对于条件简单而结论复杂的题目往往更实用.(5)关于分析法与综合法关系
①分析法与综合法是思维方向相反的两种思考方法.
②在数学解题中,分析法是从数学题的待证结论或需求问题出发,逐步地推导,最后达到题设的已知条件.即推理方向是:结论已知.综合法则是从数学题的已知条件出发,经过逐步的逻辑推理,最后达到待证结论或需求问题.即:已知 结论.
③分析法的特点是:从“结论”探求“需知”,逐步靠拢“已知”,其逐步推理实际上是要寻找结论的充分条件.
综合法的特点是:从“已知”推出“可知”,逐步推向“未知”,其逐步推理实际上是要寻找已知的必要条件.
④一般来说,对于较复杂的不等式,直接运用综合法往往不易入手,用分析法来书写比较麻烦.因此,通常用分析法探索证题途径,然后用综合法加以证明,所以分析法和综合法经常是结合在一起使用的.
第一课时不等式的证明(比较法)
教学目标
1.掌握证明不等式的方法——比较法;
2.熟悉并掌握比较法证明不等式的意义及基本步骤.
教学重点:比较法的意义和基本步骤.教学难点:常见的变形技巧.教学方法; 启发引导法.教学过程:
(-)导入新课
教师提问:根据前一节学过(不等式的性质)的知识,我们如何用实数运算来比较两个实数与的大小?
找学生回答问题.
(学生回答:,,)
[点评]要比较两个实数 与的大小,只要考察 与的差值的符号就可以了,这种证明不等式的方法称为比较法.现在我们就来学习:用比较法证明不等式.
目的:通过教师设置问题,引导学生回忆所学的知识,引出用比较法证明不等式,导入本节课学习的知识.
(二)新课讲授
【尝试探索,建立新知】
教师写出一道(证明不等式)例题的题目
[问题] 求证
教师引导学生分析、思考,研究不等式的证明.
学生研究证明不等式,尝试完成问题.
[本问点评]
①通过确定差的符号,证明不等式的成立.这一方法,在前面比较两个实数的大小、比较式子的大小、证明不等式性质就已经用过.
②通过求差将不等问题转化为恒等问题,将两个一般式子大小比较转化为一个一般式子与0的大小比较,使问题简化.
③理论依据是:
④由,知:要证明
只需证
;需证明
这种证明不等式的方法通常叫做比较法.
目的:帮助学生构建用比较法证明不等式的知识体系,培养学生化归的数学思想.
【例题示范,学会应用】
教师板书例题,引导学生研究问题,构思证题方法,学会解题过程中的一些常用技巧,并点评.
例1. 求证
[分析]由比较法证题的方法,先将不等式两边作差,得
关于的二次函数,由配方法易知函数的最小值大干零,从而使问题获证.,将此式看作证明:∵
=
=,∴
[本例点评] .
①作差后是通过配方法对差式进行恒等变形,确定差的符号;
②作差后,式子符号不易确定,配方后变形为一个完全平方式子与一个常数和的形式,使差式的符号易于确定;
③不等式两边的差的符号是正是负,一般需要利用不等式的性质经过变形后,才能判断;
④例1介绍了变形的一种常用方法——配方法.
例2.已知都是正数,并且,求证:
[分析]这是分式不等式的证明题,依比较法证题将其作差,确定差的符号,应通分,由分子、分母的值的符号推出差值的符合,从而得证.
证明:
=
=
.
因为
都是正数,且,所以
.
∴
.
即:
[本例点评]
①作差后是通过通分法对差式进行恒等变形,由分子、分母的值的符号推出差的符号;
②本例题介绍了对差变形,确定差值的符号的一种常用方法——通分法;
③例2的结论反映了分式的一个性质(若都是正数
1.当
时,2.当
时,.)
目的:巩固用比较法证明不等式的知识,学会用比较法证明不等式时,对差式变形的常用方法——配方法、通分法.
【课堂练习】
教师指定练习题,要求学生独立思考.完成练习;请甲、乙两学生板演;巡视学生的解题情况,对正确的证法给予肯定和鼓励,对偏差点拨和纠正;点评练习中存在的问题.
练习:1.求证
2.已知,,d都是正数,且,求证
目的:掌握用比较法证明不等式,并会灵活运用配方法和通分法变形差式,确定差式符号.反馈课堂教学效果,调节课堂教学.
【分析归纳、小结解法】
学生和老师一起分析归纳例题和练习的解题过程,小结用比较法证明不等式的解题方法,并让学生记录笔记.比较法是证明不等式的一种最基本、重要的方法.用比较法证明不等式的步骤(作差、变形、判断符号).灵活掌握配方法和通分法对差式进行恒等变形.
(三)小结(培养学生对所学知识进行概括归纳的能力,巩固所学知识)
学生和老师一起小结本节课所学的知识,并让学生记录笔记.
本节课学习的用比较法证明不等式的步骤中,作差是依据,变形是手段,判断符号才是目的.掌握求差后对差式变形的常用方法(配方法和通分法).并在下节课继续学习对差式变形的常用方法.
(四)布置作业
1.课本作业:P14.1,2,3.(供学生巩固基础知识)
2.思考题:已知,求证:
(培养其灵活掌握用比较法证明不等式的能力)
3.研究性题:设,都是正数,且
(为培养学生创新意识)
作业答实:
思考题:,求证:,又,从而得证.
研究性题:.所以,
第三篇:不等式证明
不等式证明
不等式是数学的基本内容之一,它是研究许多数学分支的重要工具,在数学中有重要的地位,也是高中数学的重要组成部分,在高考和竞赛中都有举足轻重的地位。不等式的证明变化大,技巧性强,它不仅能够检验学生数学基础知识的掌握程度,而且是衡量学生数学水平的一个重要标志,本文将着重介绍以下几种不等式的初等证明方法和部分方法的例题以便理解。
一、不等式的初等证明方法
1.综合法:由因导果。
2.分析法:执果索因。基本步骤:要证..只需证..,只需证..(1)“分析法”证题的理论依据:寻找结论成立的充分条件或者是充要条件。
(2)“分析法”证题是一个非常好的方法,但是书写不是太方便,所以我们可利用分析法寻找证题的途径,然后用“综合法”进行表达。
3.反证法:正难则反。
4.放缩法:将不等式一侧适当的放大或缩小以达证题目的。放缩法的方法有:
(1)添加或舍去一些项,如:
2)利用基本不等式,如:
(3)将分子或分母放大(或缩小):
5.换元法:换元的目的就是减少不等式中变量,以使问题
化难为易、化繁为简,常用的换元有三角换元和代数换元。
6.构造法:通过构造函数、方程、数列、向量或不等式来证明不等式。
证明不等式的方法灵活多样,但比较法、综合法、分析法和数学归纳法仍是证明不等式的最基本方法。
7.数学归纳法:数学归纳法证明不等式在数学归纳法中专门研究。
8.几何法:用数形结合来研究问题是数学中常用的方法,若求证的不等式是几何不等式或有较明显的几何意义时,可以考虑构造相关几何图形来完成,若运用得好,有时则有神奇的功效。
9.函数法:引入一个适当的函数,利用函数的性质达到证明不等式的目的。
10.判别式法:利用二次函数的判别式的特点来证明一些不等式的方法。当a>0时,f(x)=ax2+bx+c>0(或<0).△<0(或>0)。当a<0时,f(x)>0(或<0).△>0(或<0)。
二、部分方法的例题
1.换元法
换元法是数学中应用最广泛的解题方法之一。有些不等式通过变量替换可以改变问题的结构,便于进行比较、分析,从而起到化难为易、化繁为简、化隐蔽为外显的积极效果。
注意:在不等式的证明中运用换元法,能把高次变为低次,分式变为整式,无理式变为有理式,能简化证明过程。尤其对含有若干个变元的齐次轮换式或轮换对称式的不等式,通过换元变换形式以揭示内容的实质,可收到事半功倍之效。
2.放缩法
欲证A≥B,可将B适当放大,即B1≥B,只需证明A≥B1。相反,将A适当缩小,即A≥A1,只需证明A1≥B即可。
注意:用放缩法证明数列不等式,关键是要把握一个度,如果放得过大或缩得过小,就会导致解决失败。放缩方法灵活多样,要能想到一个恰到好处进行放缩的不等式,需要积累一定的不等式知识,同时要求我们具有相当的数学思维能力和一定的解题智慧。
3.几何法
数形结合来研究问题是数学中常用的方法,若求证的不等式是几何不等式或有较明显的几何意义时,可以考虑构造相关几何图形来完成,若运用得好,有时则有神奇的功效。
第四篇:不等式证明
不等式的证明
比较法证明不等式
a2b2ab1.设ab0,求证:2.ab2ab
2.(本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲
(1)已知x、y都是正实数,求证:x3y3x2yxy2;
(2对满足xyz1的一切正实数 x,y,z恒成立,求实数a的取值范围
.,1综合法证明不等式(利用均值不等式)3.已知abc, 求证:1 114.abbcac
4.设a,b,c均为正数,且a+b+c=1,证明:
1(Ⅰ)ab+bc+ac3;
a2b2c2
1ca(Ⅱ)b
5.(1)求不等式x32x1的解集;
121225(a)(b)a,bR,ab1ab2.(2)已知,求证:
6.若a、b、c是不全相等的正数,求证:
分析法证明不等式
7.某同学在证明命题“7要证明732”时作了如下分析,请你补充完整.62,只需证明________________,只需证明___________,+292,展开得9即,只需证明1418,________________,所以原不等式:62成立.22263,(72)(63),因为1418成立。
abc8.已知a,b,cR。3
9.(本题满分10分)已知函数f(x)|x1|。
(Ⅰ)解不等式f(x)f(x4)8;{x|x≤-5,或x≥3}(Ⅱ)若|a|1,|b|1,且a0,求证:f(ab)|a|f().10.(本小题满分10分)当a,bMx|2x2时,证明:2|a+b|<|4+ab|.反证法证明不等式
11.已知a,b,c均为实数,且a=x2y+2baπππ22,b=y2z+,c=z2x+,236
求证:a,b,c中至少有一个大于0.12.(12分)若x,yR,x0,y0,且xy2。求证:1x和1y中至少有一个小于2.yx
放缩法证明不等式
13.证明不等式:1111121231
123n2
214.设各项均为正数的数列an的前n项和为Sn,满足4SnannN,且
14n1,a2,a5,a14构成等比数列.
(1)证明:a2
(2)求数列an的通项公式;an2n1
(3)证明:对一切正整数n,有11a1a2a2a311. anan12
15.设数列an的前n项和为Sn.已知a11,2Sn12an1n2n,nN*.n33
(Ⅰ)求a2的值;a24(Ⅱ)求数列an的通项公式;ann2(Ⅲ)证明:对一切正整数n,有数学归纳法证明不等式
16.(本小题满分12分)若不等式11
n1n21a对一切正整数n都成立,求正3n12411a1a217.an4
整数a的最大值,并证明结论.25
17.用数学归纳法证明不等式:
.
第五篇:不等式证明经典
金牌师资,笑傲高考
2013年数学VIP讲义
【例1】 设a,b∈R,求证:a2+b2≥ab+a+b-1。