(2010•沅江市模拟)已知数列{an}中,a1=1,且an=[n/n−1]an-1+2n•3n-2(n≥2,n∈N∗)

xxlonger1232022-10-04 11:39:541条回答

(2010•沅江市模拟)已知数列{an}中,a1=1,且an=[n/n−1]an-1+2n•3n-2(n≥2,n∈N).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=
3n−1
an
(n∈N),数列{bn}的前n项和为Sn,试比较S2与n的大小;
(3)令cn=
an+1
n+1
(n∈N*),数列{
2cn
(cn−1)2
}的前n项和为Tn.求证:对任意n∈N*,都有 Tn<2.

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0441134 共回答了18个问题 | 采纳率94.4%
解题思路:第1问对条件式子两边同除以n,然后要用累加法可求出
an
n
,从而可求出an
第2问有两种方法:方法1先对n=1,2,3时对S2n与n进行比较,从而猜想出一个结论,然后对这个结论用数学归纳法进行证明;
方法2把S2n与n的差构造f(n)=S2n−n,然后利用f(n+1)-f(n)的结果正负判断出f(n)的单调性.再通过n=1,2,3时,S2n−n的结果变化趋势得出最后的结论.第3问先由an写出cn,然后先对
2cn
(cn−1)2
的用放缩法进行适当的放大,然后采用裂项法得出一个结果,然后再对Tn的除第一项以外的每一项按此进行放缩和裂项,运算之后很容易就看出与2的大小关系,就可以得出最后的证明结论.

(1)由题an=
n
n−1an−1+2n×3n−2知,
an
n=
an−1
n−1+2×3n−2,
由累加法,当n≥2时,
an
n−
a1
1=2+2×3+2×32++2×3n−2
代入a1=1,得n≥2时,
an
n=1+
2(1−3n−1)
1−3=3n−1
又a1=1,故an=n•3n-1(n∈N*).
(2)n∈N*时,bn=
3n−1
an=
1
n.
方法1:当n=1时,S21=1+
1
2>1;当n=2时,S22=1+
1
2+
1
3+
1
4>2;
当n=3时,S23=1+
1
2+
1
3+
1
5+
1
6+
1
7+
1
8<3.
猜想当n≥3时,S2n<n.
下面用数学归纳法证明:
①当n=3时,由上可知S23 <3成立;
②假设:n=k(k≥3)时,上式成立,即1+
1
2+
1
3+…+
1
2k<k.
当n=k+1时,左边=1+
1
2+
1

点评:
本题考点: 数列与不等式的综合;数列递推式;用数学归纳法证明不等式.

考点点评: 本题第1问主要考查了用累加法求数列的通项.第2问主要考查了数学归纳证明,采用先猜想后证明的思维方式.第3问主要采用了放缩法及裂项法,难点在于放缩的把握放缩的方向和放缩的程度.总体来说第3问比较难.

1年前

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根据题意,各数互不相等的正数数组(a1,a2,a3,a4,a5,a6)的“逆序数”是2,
从6个数字中任选2个共有15种组合,
∵(a1,a2,a3,a4,a5,a6)的“逆序数”是2,
∴(a6,a5,a4,a3,a2,a1)的“逆序数”是所有组合数减去2,
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B={x||x-1|≥3}={x|x≥4或x≤2}
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A.x=
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f(x)
x

(1)判断函数F(x)=
f(x)
x
在(0,+∞)上的单调性;
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f(x)
x
推出
xf′(x)−f(x)
x
>0
,说明F′(x)=
xf′(x)−f(x)
x2
>0
,即可得到F(x)=
f(x)
x
在(0,+∞)上是增函数.
(2)设x1,x2∈(0,+∞),0<x1<x1+x2,而F(x)=
f(x)
x
在(0,+∞)上是增函数,推出
f(x1)
x1
f(x1+x2)
x1+x2

然后推出 f(x1)+f(x2)<f(x1+x2).即可.
(3)法一:类似(2)的方法通过函数的单调性证明:设1,x2,…xn∈(0,+∞),f(x1)+f(x2)+…f(xn)>f(x1+x2+…+xn
法二:利用数学归纳法,利用(2)的验证n=2时猜想成立,然后假设n=k时猜想成立,然后证明n=k+1时猜想也成立即可.

(1)由于f′(x)>
f(x)
x得,
xf′(x)−f(x)
x>0,而x>0,
则xf′(x)-f(x)>0,
则F′(x)=
xf′(x)−f(x)
x2>0,因此F(x)=
f(x)
x在(0,+∞)上是增函数.
(2)由于x1,x2∈(0,+∞),则0<x1<x1+x2,而F(x)=
f(x)
x在(0,+∞)上是增函数,则F(x1)<F(x1+x2),即
f(x1)
x1<
f(x1+x2)
x1+x2,
∴(x1+x2)f(x1)<x1f(x1+x2)(1),同理 (x1+x2)f(x2)<x2f(x1+x2)(2)
(1)+(2)得:(x1+x2)[f(x1)+f(x2)]<(x1+x2)f(x1+x2),而x1+x2>0,
因此 f(x1)+f(x2)<f(x1+x2).
(3)证法1:由于x1,x2∈(0,+∞),则0<x1<x1+x2+…+xn,而F(x)=
f(x)
x在(0,+∞)上是增函数,则F(x1)<F(x1+x2+…+xn),

f(x1)
x1<
f(x1+x2+…+xn)
x1+x2…+xn,
∴(x1+x2+…+xn)f(x1)<x1f(x1+x2+…+xn
同理 (x1+x2+…+xn)f(x2)<x2f(x1+x2+…+xn),
…,
(x1+x2+…+xn)f(xn)<xnf(x1+x2+…+xn
以上n个不等式相加得:(x1+x2+…+xn)[f(x1)+f(x2)+…f(xn)]<(x1+x2+…+xn)f(x1+x2+…+xn
而x1+x2+…+xn>0,f(x1)+f(x2)+…f(xn)<f(x1+x2+…+xn).
证法2:数学归纳法
①当n=2时,由(2)知,不等式成立;
②当n=k(n≥2)时,不等式f(x1)+f(x2)+…f(xn)<f(x1+x2+…+xn)成立,
即f(x1)+f(x2)+…f(xk)<f(x1+x2+…+xk)成立,
则当n=k+1时,f(x1)+f(x2)+…f(xk)+f(xk+1)<f(x1+x2+…+xk)+f(xk+1
再由(2)的结论,f(x1+x2+…+xk)+f(xk+1)<f[(x1+x2+…+xk)+xk+1]f(x1+x2+…+xk)+f(xk+1)<f(x1+x2+…+xk+xk+1
因此不等式f(x1)+f(x2)+…f(xn)<f(x1+x2+…+xn)对任意n≥2的自然数均成立

点评:
本题考点: 用数学归纳法证明不等式;函数单调性的判断与证明;函数的单调性与导数的关系.

考点点评: 本题考查函数的单调性,函数值的大小比较,单调性的应用,数学归纳法的应用,注意数学归纳法的证明必须用上假设,考查逻辑推理能力,转化思想.