易错点

把递增当成恒正

「递增」锁住的是相邻两项(或两点)的**差**,「恒正」锁住的是函数值本身的**位置**;把整条图象往下平移,前者纹丝不动、后者立刻垮掉,所以递增推不出恒正。

单调性是一句关于差的话:f(x2)>f(x1)f(x_2)>f(x_1)(x2>x1x_2>x_1),或者 an+1>ana_{n+1}>a_n。它描述的是相邻两个值谁高谁低,与这些值落在横轴上头还是下头毫无关系。

判别式检验:把整条图象上下平移——f(x)⇝f(x)−Cf(x)\rightsquigarrow f(x)-C,或 an⇝an−Ca_n\rightsquigarrow a_n-C。差 f(x2)−f(x1)f(x_2)-f(x_1)、an+1−ana_{n+1}-a_n 一个字都没变,单调性完全保留;可只要 CC 取得够大,函数值就全掉到横轴下面去了。一个在平移下不变、一个在平移下必变的性质,不可能互相推出。

两个方向不对称

成立吗为什么
递增 ⇒\Rightarrow 恒正不成立起点可以任意低;把图象整体下移即得反例
恒正 ⇒\Rightarrow 递增不成立恒正的东西照样可以上下起伏,如 f(x)=2+sin⁡xf(x)=2+\sin x

两条都不成立,但错法不同:前者是「起点没锁住」,后者是「趋势没锁住」。

什么时候「递增」才真能给出「恒正」

只差一句话——把起点补上。

  • 数列:{an}\{a_n\} 递增且 a1>0a_1>0 ⟹\Longrightarrow 对一切 nn 有 an>0a_n>0。
  • 函数(定义在 [m,+∞)[m,+\infty) 上):ff 递增且 f(m)>0f(m)>0 ⟹\Longrightarrow ff 在该区间上恒正。

这句「起点补上」正是所有考法的落点:题目给你「递增」,你要的是「恒正」,中间缺的从来只是第一项/左端点的符号。反过来,如果题目给的是「恒正」,那么第一项的正性是白送的(取 n=1n=1 即可),这也是为什么「恒正 ⇒\Rightarrow 递增」在附加条件下常常反而好证。

一个典型现场:等差数列的前 nn 项和

设公差 d≠0d\neq 0,Sn=na1+n(n−1)2dS_n=na_1+\dfrac{n(n-1)}{2}d。把两个条件都解成对 (a1,d)(a_1,d) 的不等式:

{Sn} 递增  ⟺  d>0 且 a1>−d,对一切 n, Sn>0  ⟺  d>0 且 a1>0.\{S_n\}\ \text{递增}\iff d>0\ \text{且}\ a_1>-d, \qquad \text{对一切}\ n,\ S_n>0\iff d>0\ \text{且}\ a_1>0 .

后者是前者的真子集(d>0d>0 时 −d<0-d<0)。注意这里「恒正 ⇒\Rightarrow 递增」反而成立——那不是通例,而是因为这一族被限死成了等差数列的前 nn 项和:恒正逼出 d>0d>0,把「趋势」也一并锁住了,上表第二行说的自由起伏在这族里根本做不到。真正照通例失效的是另一个方向,而且所有反例恰好铺满那条缝

−d<a1⩽0(d>0).-d<a_1\leqslant 0\qquad(d>0).

缝里随手取 a1=−1a_1=-1、d=2d=2:an=2n−3a_n=2n-3,Sn=n2−2nS_n=n^2-2n,S1=−1<0S_1=-1<0,可 Sn+1−Sn=2n−1>0S_{n+1}-S_n=2n-1>0 一路递增。

稳妥做法

见到「递增/单调增」与「恒大于 00」出现在同一道题里,先分头把两个条件各自解干净,再比区域大小,不要在脑子里直接接。一句自检口诀:

单调性管趋势,正负管位置;要从趋势推位置,必须先钉住一个点。

学它之前先会

共 2 条前置、最深 1 层。

共 1 道题考到本条。