已知数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列,对每一个k∈N*,在ak与ak+1之间插入2k-1个2,得到新数列{bn}.设Sn,Tn 分别是数列{bn}和数列{an}的前n项和.
(1)求数列{bn}的前6项和S6;
(2)a10是数列{bn}的第几项;
(3)若am是数列{bn}的第f(m)项,试比较Sf(m)与2Tm的大小,并说明理由.
(1)∵数列{bn}中前6项依次为1,2,3,2,2,5,∴数列{bn}的前6项和S6为1+2+3+2+2+5=15
(2)∵数列{bn}中,对每一个k∈N*,在ak与ak+1之间插入2k-1个2,
∴a10在数列{bn}中的项数为10+1+2+4+…+28=521
即a10是数列{bn}的第521项;
(3)an=2n-1,在数列{bn}中,an及其前面所有项的和为1+3+…+(2m-1)+2+4+…+2m-1=2m+m2-2
即Sf(m)=2m+m2-2又Tm=1+3+5+…+(2m-1)=m2
∴Sf(m)-2Tm=(2m+m2-2)-2m2=2m-(m2+2)…(10分)
当m=1时,2m=2,m2+2=3,故2m<m2+2;
当m=2时,2m=4,m2+2=6,故2m<m2+2;
当m=3时,2m=8,m2+2=11,故2m<m2+2;
当m=4时,2m=16,m2+2=18,故2m<m2+2; …(12分)
当m≥5时,2m=1+
+C 1m
+…+C 2m
+C m-2m
+1≥2(1+m+C m-1m
)m(m-1) 2
因而当m=1,2,3,4时,Sf(m)<2Tm;
当m≥5时且m∈N*时,Sf(m)>2Tm…(14分)