问题 解答题
Pn(xn,yn)是函数y=x2(x≥0)图象上的动点,以Pn为圆心的⊙Pn与x轴都相切,且⊙Pn与⊙Pn+1又彼此外切,若x1=1,xn+1<xn
(1)求证:数列{
1
xn
}
是等差数列;
(2)设⊙Pn的面积为Sn,求证:
S1
+
S2
+…+
Sn
3
π
2
答案

(1)证:由⊙Pn与x轴都相切,知⊙Pn的半径rn=yn=xn2;又⊙Pn与⊙Pn+1外切,得:|PnPn+1|=rn+rn+1

(xn-xn+1)2+(yn-yn+1)2
=yn+yn+1⇒(xn-xn+12=4ynyn+1=4xn2xn+12

由xn>xn+1>0得:xn-xn+1=2xnxn+1

1
xn+1
-
1
xn
=2,

{

1
xn
}是首项为1,公差为2的等差数列.

(2)S1=π(x14S2=π(x24…Sn=π(xn4

约去

π
证明(x12+(x22+…(xn2
3
2
即可

由(1)知(x1)2+(x22+…(xn2

=1+(

1
3
2+(
1
5
2+…(
1
2n-1
2

因为1+(

1
2
2+(
1
3
2+(
1
4
2+…(
1
n
)2

=[1+(

1
3
2+(
1
5
2+…(
1
2n-1
2]+
1
4
[1+(
1
2
2+(
1
3
2+(
1
4
2+…(
1
n
2]

即1+(

1
3
2+(
1
5
2+…(
1
2n-1
2=
3
4
1+(
1
2
2+(
1
3
2+(
1
4
2+…(
1
n
)2

又因为 1+[(

1
2
2+(
1
3
2+(
1
4
2+(
1
5
2+(
1
6
2+(
1
7
2]+(
1
8
2+…

<1+[(

1
2
2+(
1
2
2+(
1
4
2+(
1
4
2+(
1
4
2+(
1
4
2+8(
1
8
2+…

=1+

1
2
+
1
4
+
1
8
…=2

即就是1+(

1
2
2+(
1
3
2+(
1
4
2+…(
1
n
2<2

所以 1+(

1
3
2+(
1
5
2+…(
1
2n-1
)<
3
4
×2=
3
2

即1+(

1
3
2+(
1
5
2+…(
1
2n-1
)<
3
2

所以

S1
+
S2
+
S3
+…+
Sn
3
π
2

Tn

3
π
2

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单项选择题