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3. 数列{an}满足a1=1且an+1=(1+-)an+-(n1) (ⅰ)用数学归纳法证明:an2(n2); (ⅱ)已知不等式ln(1+x)0成立,证明:an 证明(ⅰ)当n=2时,a2=(1+-)·1+-=22,不等式成立; 假定n=k时,ak2, ak+1=(1+-)·ak+-2(1+-)+-, ∵1+->1,->0 ∴ak+12 由上面 n=2与n=k+1,可知不等式an2,对n=2,3,…成立。 证明(ⅱ)an+1=(1+-)·an+- 由(ⅰ)an1,n=1,2,3,… 易得-- ∴an+1an·(1+-+-) 两边取以e为底的对数,∵e>1,∴lnan+1lnan+ln[1+(-+-)] 又由(ⅱ)给出的条件ln(1+x)0 上面的不等式可变形为:lnan+1-lnan-+- 即 lnan-lnan-1-+- lnan-1-lnan-2-+- …… lna2-lna1-+- 把以上n-1个不等式相加: lnan-lna1-+-+…+-+-+-+…+- ∵lna1=0 又-+-+…+-=1--+---+…+---=1--, -+-+…+-=1--, ∴lnan1--+1--=2----<2 ∴an 注 第(ⅱ)问是把不等式证明的比较法,放缩法与数列的基本方法与等比数列求和融在一起,这种综合题不单单是内容的综合,深入到数学方法的综合。 4. 已知各项均为正数的数列{an}的前n项和sn满足s1>1,且6sn=(an+1)(an+2),n∈n+ (ⅰ)求{an}的通项公式; (ⅱ)设数列{bn}满足an(--1)=1,并记tn为{bn}的前n项和,求证:3tn+1>log2(an+3),n∈n+。 解:(ⅰ)a1=s1>1 6sn-6sn-1=an2+3an+2-(a2n-1+3an-1+2) 6an=(an+an-1)(an-an-1)+3(an-an-1) (an+an-1)(an-an-1)-3(an+an-1)=0 ∵an>0,an-1>0I-t1c%.b(KvMy?ue(本 文来 源于 我 的学 习网高考频道高考数学 htTP://WWw.GZu521.COm]I-t1c%.b(KvMy?ue ∴an-an-1=3 又 6a1=a21+3a1+2,a1>1,∴a1=2 ∴an=3n-1 分析(2)--1=-,-=- bn=log2- tn=b1+b2+…+bn=log2-g-g-g…g- =log2(1+-)(1+-)(1+-)…(1+-) 3tn+1=log22g(1+-)3g(1+-)3g(1+-)3g…g(1+-)3 在不等式证明中,解决连乘最为困难,所以要考其他途径变形 由二项式定理(1+x)n=1+c1nx+…+cnnxn(x>0) 有(1+x)n>1+c1nx=1+nx 研究3tn+1等式中右边的连续两项: (1+-)3>1+-=- [1+-]3>1+-=- 这样的变形乘积项就能打破,下面有: 3tn+1>log2(2g-g-g…g-g-) =log2(3n+2)=log2(an+3). 注:二项展开式在处理不等量关系及近似计算中起重要的简化作用。 5. 已知数列{an}中有相邻两项a2k-1,a2k是关于x的方程的两个根,且a2k-1a2k(k=1,2,3,…) (ⅰ)求a1,a3,a5,a7; (ⅱ)求数列{an}的前2n项的和s2n; (ⅲ)记f(n)=-(-+3),tn=-+-+-+…+- 求证:-tn-(n∈n*) (ⅰ)解:方程(x-3k)(x-2k)=0,x1=3k,x2=2k 当k=1时,x1=3,x2=2,由a1a2→a1=2,a2=3 当k=2时,x1=6,x2=4,由a3a4→a3=4,a4=6 当k=3时,x1=9,x2=8,由a5a6→a5=8,a6=9 当k=4时,x1=12,x2=16,由a7a8→a7=12,a8=16 ∴a1=2,a3=4,a5=8,a7=12 分析(2)s2n=(a1+a3+a5+a8)+(a2+a4+a6+a7)+a9+…+a2n =3(1+2+…+n)+2+22+…+2n=-n(n+1)+2n+1-2. 分析(3)f(n)=12(-+3) n=2,f(2)=2,n=3,f(3)=2, n=4,f(4)=1,n=5,f(5)=1, 随着n的变化,很难确定f(n)=? 要证-≤tn≤- t1=-=-,t2=-+-=- 由此看出t1、t2是两个重要的结果。 |
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