问题 解答题
已知数列{an}满足
2an
an+2
an+1(n∈N*),且a1=
1
1006

(Ⅰ)求证:数列{
1
an
}
是等差数列,并求通项an
(Ⅱ)若bn=
2-2010an
an
,且cn=bn•(
1
2
)n(n∈N*)
,求和Tn=c1+c2+…+cn
(Ⅲ)比较Tn
5n
2n+1
的大小,并予以证明.
答案

(Ⅰ)证明:∵

2an
an+2
=an+1an≠0⇒
1
an+1
=
1
an
+
1
2

数列{

1
an
}是首项为
1
a1
,公差为
1
2
的等差数列,…(2分)

1
an
=
1
a1
+(n-1)•
1
2
=
2+(n-1)a1
2a1

因为a1=

1
1006

所以数列{xn}的通项公式为an=

2a1
(n-1)a1+2
=
2
n+2011
.(4分)

(Ⅱ)将an代入bn可求得bn=

2-2010×
2
n+2011
2
n+2011
=n+1,

所以cn=bn•(

1
2
)n=(n+1)(
1
2
)n…(5分)

Tn=2×

1
2
+3×(
1
2
)2+4×(
1
2
)3+…+(n+1)(
1
2
)n

1
2
Tn=2×(
1
2
)2+3×(
1
2
)3+4×(
1
2
)4+…+(n+1)(
1
2
)n+1②…(7分)

由①-②得

1
2
Tn=1+(
1
2
)2+(
1
2
)3+…+(
1
2
)n-(n-1)(
1
2
)n+1

=1+

1
4
[1-(
1
2
)
n-1
]
1-
1
2
-(n+1)(
1
2
)n+1=
3
2
-
n+3
2n+1

∴Tn=3-

n+3
2n
…(9分)

(Ⅲ)Tn-

5n
2n+1
=3-
n+3
2n
-
5n
2n+1
=
(n+3)(2n-2n-1)
2n(2n+1)

于是确定Tn

5n
2n+1
的大小关系等价于比较2n与2n+1的大小

当n=1时,Tn=3-

n+3
2n
=3-2=1,
5n
2n+1
=
5
3
,Tn
5n
2n+1

当n=2时,Tn=3-

n+3
2n
=3-
5
4
=
7
4
5n
2n+1
=2,Tn
5n
2n+1

当n=3时,23=8>2×3+1=7,

当n=4时,24=16>2×4+1=9,

可猜想当n≥3时,2n>2n+1…(11分)

证明如下:

(1)当n=3时,由上验算显示成立,

(2)假设n=k时成立,即2k>2k+1

则n=k+1时2•2k>2(2k+1)=4k+2=2(k+1)+1+(2k-1)>2(k+1)+1

所以当n=k+1时猜想也成立

综合(1)(2)可知,对一切n≥3的正整数,都有2n>2n+1…(12分)

综上所述,当n=1,2时,Tn

5n
2n+1

当n≥3时,Tn

5n
2n+1
.…(13分)

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