问题 解答题
已知数列{an}是各项均为为0的等差数列,Sn为其前n项和,且满足S2n-1=
1
2
a2n
,n∈N*
.数列{bn}满足bn=
2n-1,n为奇数
1
2
an-1,n为偶数
,Tn为数列{bn}的前n项和.
(I)求an,bn
(Ⅱ)试比较T2n与2n2+
n
3
的大小.
答案

(I)设数列{an}的首项为a1,公差为d,

在S2n-1=

1
2
an2中,令n=1,2,得
a12=2S1
a22=2S3
a12=2a1
(a1+d)2=2(3a1+3d)
…2分

解得a1=2,d=4,d=-2(舍去),

∴an=4n-2…4分

∴bn=

2n-1,n为奇数
2n-3,n为偶数
…5分

(Ⅱ)T2n=1+2×2-3+22+2×4-3+24+…+22n-2+2×2n-3…9分

=1+22+24+…+22n-2+4(1+2+…+n)-3n

=

1-4n
1-4
+4•
n(n+1)
2
-3n

=

4n
3
-
1
3
+2n2-n…8分

∴T2n-(2n2+

n
3
)=
1
3
(4n-4n-1),

当n=1时,

1
3
(4n-4n-1)=-
1
3
<0;

当n=2时,

1
3
(4n-4n-1)=
7
3
>0;

当n=3时,

1
3
(4n-4n-1)=
51
3
>0;

猜想当n≥2时,T2n>2n2+

n
3
,即n≥2时,4n>4n+1.

下面用数学归纳法证明:

①当n=2时,42=16,4×2+1=9,16>9,成立;

②假设当n=k(k≥2)时成立,即4k>4k+1.

则当n=k+1时,4k+1=4•4k>4(4k+1)=16k+4>4k+5=4(k+1)+1,

∴n=k+1时成立.

由①②得,当n≥2时,4n>4n+1成立…11分

综上,当n=1时,T2n<2n2+

n
3

当n≥2时,T2n>2n2+

n
3
…12分

单项选择题
单项选择题 B1型题