问题 解答题

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.

答案

(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)

m≥5时,2m=1+

C1m
+
C2m
+…+
Cm-2m
+
Cm-1m
+1≥2(1+m+
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)

单项选择题
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