数学竞赛讲座20讲

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原理 若

>1,且B>0,则A>B。

【例3】已知a,b,c>0,求证:a2a

b2b

c2c

?ab+c

bc+aca+b

。 2.分析法

【例4】若x,y>0,求证:

>

【例5】若a,b,c是△ABC的三边长,求证:a4

+b4

+c4

<2(a2

b2

+b2c2

+c2a2

)。 3.综合法

【例6】若a,b,c>0,求证:abc?(a+b-c)(b+c-a)(c+a-b)。

【例7】已知△ABC的外接圆半径R=1,S△ABC=

,a,b,c是△ABC的三边长,令

S=

,t=。

求证:t>S。

4.反证法

【例8】已知a3

+b3

=2,求证:a+b?2。 5.数学归纳法

【例9】证明对任意自然数n,。

二、不等式证明的若干技巧

无论用什么方法来证明不等式,都需要对数学表达式进行适当的变形。这种变形往往要求具有很高的技巧,必须善于分析题目的特征,根据题设条件,综合地利用添、拆、分解、组合、配方、变量代换、数形结合等方法才能发现问题的本质,找到突破口。

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1. 变形技巧

【例1】若n∈N,S=++222+,

求证:n

【例2】(1)若A、B、C∈[0,π],求证:

sinA+sinB+sinC?3sin。

(2)△ABC的三内角平分线分别交其外接圆于A‘,B’,C‘,求证:S△ABC?S△A’B‘C’。

2. 引入参变量

【例3】将一块尺寸为48370的矩形铁皮剪去四角小正方形后折成一个无盖长方体铁盒,求铁盒的最大容积。

【例4】在△ABC中,求证:a2

+b2

+c2

?4

△+(b-c)2

+(c-a)2

+(a-b)2

其中,a,b,c是△ABC的三边长,△= S△ABC。

3. 数形结合、构造

【例5】证明:?。

4. 递推

【例6】已知:x1=,x2=,222,xn=。求证:。

三、放缩法

【例1】若n∈N,n?2,求证:。

【例2】α、β都是锐角,求证:?9。

【例3】已知:a1?1,a1 a2?1,222,a1 a2222an?1,求证:

【例4】S=1+++222+,求S的整数部分[S]。 【例5】设a0=5,an=an-1+

,n=1,2,···。求证:45

竞赛讲座18

-数学归纳法

基础知识

数学归纳法是用于证明与正整数n有关的数学命题的正确性的一种严格的推理方法.在数学竞赛中占有很重要的地位.

1.数学归纳法的基本形式 (1)第一数学归纳法

设P(n)是一个与正整数有关的命题,如果 ①当n?n0(n0?N)时,P(n)成立;

②假设n?k(k?n0,k?N)成立,由此推得n?k?1时,P(n)也成立,那么,根据①②对一切正整数n?n0时,P(n)成立.

(2)第二数学归纳法

设P(n)是一个与正整数有关的命题,如果 ①当n?n0(n0?N)时,P(n)成立;

②假设n?k(k?n0,k?N)成立,由此推得n?k?1时,P(n)也成立,那么,根据①②对一切正整

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数n?n0时,P(n)成立.

2.数学归纳法的其他形式 (1)跳跃数学归纳法

①当n?1,2,3,?,l时,P(1),P(2),P(3),?,P(l)成立,

②假设n?k时P(k)成立,由此推得n?k?l时,P(n)也成立,那么,根据①②对一切正整数n?1时,P(n)成立.

(2)反向数学归纳法

设P(n)是一个与正整数有关的命题,如果 ①P(n)对无限多个正整数n成立;

②假设n?k时,命题P(k)成立,则当n?k?1时命题P(k?1)也成立,那么根据①②对一切正整数

n?1时,P(n)成立.

3.应用数学归纳法的技巧

(1)起点前移:有些命题对一切大于等于1的正整数正整数n都成立,但命题本身对n?0也成立,而且验证起来比验证n?1时容易,因此用验证n?0成立代替验证n?1,同理,其他起点也可以前移,只要前移的起点成立且容易验证就可以.因而为了便于起步,有意前移起点.

(2)起点增多:有些命题在由n?k向n?k?1跨进时,需要经其他特殊情形作为基础,此时往往需要补充验证某些特殊情形,因此需要适当增多起点.

(3)加大跨度:有些命题为了减少归纳中的困难,适当可以改变跨度,但注意起点也应相应增多. (4)选择合适的假设方式:归纳假设为一定要拘泥于“假设n?k时命题成立”不可,需要根据题意采取第一、第二、跳跃、反向数学归纳法中的某一形式,灵活选择使用.

(5)变换命题:有些命题在用数学归纳证明时,需要引进一个辅助命题帮助证明,或者需要改变命题即将命题一般化或加强命题才能满足归纳的需要,才能顺利进行证明.

5.归纳、猜想和证明

在数学中经常通过特例或根据一部分对象得出的结论可能是正确的,也可能是错误的,这种不严格的推理方法称为不完全归纳法.不完全归纳法得出的结论,只能是一种猜想,其正确与否,必须进一步检验或证明,经常采用数学归纳法证明.不完全归纳法是发现规律、解决问题极好的方法.

例题分析

例1.用数学归纳法证明:

(1?1)(1?14)(1?17)?(1?1*3n?2)?33n?1(n?N,n?1)

例2.已知对任意n?N*,n?1,a3332n?0且a1?a2???an?(a1?a2???an),求证:an?n.

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