问题 解答题
等比数列{an}的前n项和为Sn,已知对任意的n∈N+,点(n,Sn)均在函数y=bx+r(b>0且b≠1,b,r均为常数的图象上.
(Ⅰ)求r的值.
(Ⅱ)当b=2时,记bn=2(log2an=1)(n∈N+),证明:对任意的,不等式成立
b1+1
b1
b2+1
b2
•…
bn+1
bn
n+1
答案

(1)因为对任意的n∈N+,点(n,Sn),

均在函数y=bx+r(b>0且b≠1,b,r均为常数的图象上.

所以得Sn=bn+r,当n=1时,a1=S1=b+r,

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=bn+r-(bn-1+r)=bn-bn-1=(b-1)bn-1

又因为{an}为等比数列,所以r=-1,公比为b,an=(b-1)bn-1

(2)当b=2时,an=(b-1)bn-1=2n-1,bn=2(log2an+1)=2(log22n-1+1)=2n

bn+1
bn
=
2n+1
2n

所以

b1+1
b1
b2+1
b2
bn+1
bn
=
3
2
5
4
7
6
2n+1
2n

下面用数学归纳法证明不等式

b1+1
b1
b2+1
b2
bn+1
bn
=
3
2
5
4
7
6
2n+1
2n
n+1
成立.

当n=1时,左边=

3
2
,右边=
2

因为

3
2
2
,所以不等式成立.

假设当n=k时不等式成立,

b1+1
b1
b2+1
b2
bn+1
bn
=
3
2
5
4
7
6
2k+1
2k
k+1
成立

则当n=k+1时,

左边=

b1+1
b1
b2+1
b2
bk+1
bk
bk+1+1
bk+1
=
3
2
5
4
7
6
2k+1
2k
2k+3
2k+2
k+1
2k+3
2k+2
=
(2k+3)2
4(k+1)
=
4(k+1)2+4(k+1)+1
4(k+1)
=
(k+1)+1+
1
4(k+1)
(k+1)+1

所以当n=k+1时,不等式也成立.

由①、②可得不等式恒成立.

名词解释
多项选择题