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=
(I)求an,bn; (Ⅱ)试比较T2n与2n2+
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(I)设数列{an}的首项为a1,公差为d,
在S2n-1=
an2中,令n=1,2,得1 2
即a12=2S1 a22=2S3
…2分a12=2a1 (a1+d)2=2(3a1+3d)
解得a1=2,d=4,d=-2(舍去),
∴an=4n-2…4分
∴bn=
…5分2n-1,n为奇数 2n-3,n为偶数
(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
=
+4•1-4n 1-4
-3nn(n+1) 2
=
-4n 3
+2n2-n…8分1 3
∴T2n-(2n2+
)=n 3
(4n-4n-1),1 3
当n=1时,
(4n-4n-1)=-1 3
<0;1 3
当n=2时,
(4n-4n-1)=1 3
>0;7 3
当n=3时,
(4n-4n-1)=1 3
>0;51 3
…
猜想当n≥2时,T2n>2n2+
,即n≥2时,4n>4n+1.n 3
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+
…12分n 3