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1、人教版选修4—5不等式选讲课题:用数学归纳法证明不等式教学目标:1、牢固掌握数学归纳法的证明步骤,熟练表达数学归纳法证明的过程。2、通过事例,学生掌握运用数学归纳法,证明不等式的思想方法。3、培养学生的逻辑思维能力,运算能力和分析问题,解决问题的能力。重点、难点:1、巩固对数学归纳法意义和有效性的理解,并能正确表达解题过程,以及掌握用数学归纳法证明不等式的基本思路。2、应用数学归纳法证明的不同方法的选择和解题技巧。教学过程:一、复习导入:1、上节课学习了数学归纳法及运用数学归纳法解题的步骤,请同学们回
2、顾,说出数学归纳法的步骤?(1)数学归纳法是用于证明某些与自然数有关的命题的一种方法。(2)步骤:1)归纳奠基;2)归纳递推。2、作业讲评:(出示小黑板)习题:用数学归纳法证明:2+4+6+8+……+2n=n(n+1)如采用下面的证法,对吗?证明:①当n=1时,左边=2=右边,则等式成立。②假设n=k时,(k∈N,k≥1)等式成立,即2+4+6+8+……+2k=k(k+1)当n=k+1时,2+4+6+8+……+2k+2(k+1)∴n=k+1时,等式成立。由①②可知,对于任意自然数n,原等式都成立。(1
3、)学生思考讨论。(2)师生总结:1)不正确2)因为在证明n=k+1时,未用到归纳假设,直接用等差数列求和公式,违背了数学归纳法本质:递推性。二、新知探究明确了数学归纳法本质,我们共同讨论如何用数学归纳法证明不等式。(出示小黑板)例1观察下面两个数列,从第几项起an始终小于bn?证明你的结论。{an=n2}:1,4,9,16,25,36,49,64,81,……{bn=2n}:2,4,8,16,32,64,128,256,512,……(1)学生观察思考(2)师生分析(3)解:从第5项起,an<bn,即n²
4、<2n,n∈N+(n≥5)?你能说出证明中每一步的理由吗?证明:(1)当 n=5时,有52<25,命题成立。(2)假设当n=k(k≥5)时命题成立即k2<2k当n=k+1时,因为(k+1)2=k2+2k+1<k2+2k+k=k2+3k<k2+k2=2k2<2×2k=2k+1所以,(k+1)2<2k+1即n=k+1时,命题成立。由(1)(2)可知n²<2n(n∈N+,n≥5)学生思考、小组讨论:①放缩技巧:k2+2k+1<k2+2k+k;k2+3k<k2+k2②归纳假设:2k2<2×2k例2证明不等式│
5、Sinnθ│≤n│Sinθ│(n∈N+)分析:这是一个涉及正整数n的三角函数问题,又与绝对值有关,在证明递推关系时,应注意利用三角函数的性质及绝对值不等式。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│Sinkθ│≤k│Sinθ│当n=k+1时,?你能说出证明中每一步的理由吗?│Sin(k+1)θ│=│SinkθCosθ+CoskθSinθ│≤│SinkθCosθ│+│CoskθSinθ│=│Sinkθ││Cosθ│+│Coskθ││
6、Sinθ│≤│Sinkθ│+│Sinθ│≤k│Sinθ│+│Sinθ│=(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。学生思考、小组讨论:①绝对值不等式:│a+b│≤│a│+│b│②三角函数的有界性:│Sinθ│≤1,│Cosθ│≤1③三角函数的两角和公式。(板书)例3证明贝努力(Bernoulli)不等式:如果x是实数且x>-1,x≠0,n为大于1的自然数,那么有(1+x)n>1+nx分析:①贝努力不等式中涉几个字母?(两个:x,n)②哪个字
7、母与自然数有关?(n是大于1的自然是数)(板书)证:(1)当n=2时,左边=(1+x)2=1+2x+x2,右边=1+2x,因x2>0,则原不等式成立.(在这里,一定要强调之所以左边>右边,关键在于x2>0是由已知条件x≠0获得,为下面证明做铺垫)(2)假设n=k时(k≥2),不等式成立,即(1+x)k>1+kx.师:现在要证的目标是(1+x)k+1>1+(k+1)x,请同学考虑.生:因为应用数学归纳法,在证明n=k+1命题成立时,一定要运用归纳假设,所以当n=k+1时.应构造出归纳假设适应的条件.所以
8、有:(1+x)k+1=(1+x)k(1+x),因为x>-1(已知),所以1+x>0于是(1+x)k(1+x)>(1+kx)(1+x).师:现将命题转化成如何证明不等式(1+kx)(1+x)≥1+(k+1)x.显然,上式中“=”不成立.故只需证:(1+kx)(1+x)>1+(k+1)x.提问:证明不等式的基本方法有哪些?生:证明不等式的基本方法有比较法、综合法、分析法.(提问的目的是使学生明确在第二步证明中,合理运用归纳假设的同时,其本质是不等式证明,因此