本题导读
本题考查等差数列的通项与前 n 项和。核心在于基本量法、放缩法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2019年浙江卷)设等差数列 的前 项和为 ,,,数列 满足:对每 , , , 成等比数列。
(1)求数列 的通项公式;
(2)记 , 证明:。
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一问(求通项):
- 求 :利用等差数列基本量法,设首项为 ,公差为 。根据 和 列方程组求解。
- 求 :先写出 的表达式。根据等比中项性质,列出方程 。通过代数化简(注意合并 的项)解出 。
- 第二问(不等式证明):
- 化简通项 :将 代入得到 。
- 放缩策略:直接求和不可行。观察目标 ,它是裂项式 求和的结果。
- 寻找放缩中介:
- 。
- 显然 ,但这不足以导出 。
- 尝试 ,依然较难处理。
- 最佳放缩:。
- 利用常用不等式 建立联系。
✅【答案】
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(1),。
(2)证明见解析。
✍【详细解析】
Abstract
(1)解: 设等差数列 的公差为 。 由题意得: 解得 。 所以 。 其前 项和 。
又 成等比数列, 所以 。 代入 表达式: 展开并整理得: 消去 并提取 : 所以 。
(2)证明: 由(1)知 。 所以 。 当 时,,结论显然成立。 当 时: 而 。 通过分母有理化: 所以 。 记 ,则: 故对于一切 ,。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 复杂方程的化简技巧:在求 时,直接展开会导致四次项。观察等号两边的对称性和公共因式 ,提取后再化简会快很多。
- 放缩法的“适度”原则:放缩法最难的是“度”。如果放缩得太粗(如 ),证不出结果;如果放缩得太精,计算又太复杂。本题中 是一个非常经典的中介,它正好能通过共轭根式转化为裂项形式。
📖【试题探源与推广】
Tip
在 Obsidian 笔记中,建议收集以下这些能“裂项”的放缩模型:
- 模型 A:(用于证明和小于定值,如 )。
- 模型 B:(本题原型,用于证明和小于 )。
- 模型 C:(用于证明下界)。
- 模型 D:(用于处理阶乘项)。
🔗【关联脉络】
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