已知函数f(x)=
(1)求k,b的值; (2)若各项为正的数列{an}的前n项和为Sn,且有4Sn•f(-
(3)在(2)的条件下,证明:ln(1+bn)<bn. |
(1)由
⇒f(2)=
=24 2k-b f(3)=
>29 3k-b
,2k-b=2…① 6k-2b<9…②
由①代入②可得k<
,且k∈N*.5 2
当k=2时,b=2(成立),当k=1时,b=0(舍去).
所以k=2,b=2.
(2)4Sn•f(-
)=4Sn•1 an
=-1,即2Sn=an2+an…③.1 an2 -
-22 an
n≥2时,2Sn-1=an-12+an-1…④.
所以,当n≥2时,由③-④可得2an=(an2-an-12)+(an-an-1),
整理得,(an+an-1)(an-an-1-1)=0.
又∵an>0得an-an-1=1,且a1=1,
所以{an}是首项为1,公差为1的等差数列,即an=n,
bn=2n.∴nbn=n•2n.
Tn=1•21+2•22+3•23+…+(n-1)•2n-1+n•2n,
2Tn=1•22+2•23+3•24+…+(n-1)•2n+n•2n+1,
由上两式相减得 -Tn=21+22+23+…+2n-n•2n+1=
-n•2n+1.2(1-2n) 1-2
∴Tn=(n-1)2n+1+2.
(3)由(2)知bn=2n,只需证ln(1+2n)<2n.
设f(x)=ln(1+2x)-2x(x≥1且x∈R).
则f′(x)=
-2xln2=2xln2 1+2x
•(-2x)<0,2xln2 1+2x
可知f(x)在[1,+∞)上递减,∴f(x)max=f(1)=ln3-2<0.
由x∈N*,则f(n)≤f(1)<0,
故ln(1+bn)<bn.