已知数列{an}的前n项和为Sn,满足an+Sn=3-
(1)求证:数列{bn}是等差数列,并求出数列{an}的通项公式; (2)求数列{an•bn}中最大项; (3)求证:对于给定的实数λ,一定存在正整数k,使得当n≥k时,不等式λSn<bn恒成立. |
(1)证明:∵an+Sn=3-
,8 2n
∴n≥2时,an-1+Sn-1=3-8 2n-1
两式相减可得2an-an-1=
-8 2n-1 8 2n
∴2an-an-1=4 2n-1
∴2nan-2n-1an-1=4
∵bn=2n•an
∴bn-bn-1=4
∵n=1时,a1+S1=3-
,∴a1=-8 21 1 2
∴b1=21•a1=-1
∴数列{bn}是以-1为首项,4为公差的等差数列
∴bn=4n-5,an=
,4n-5 2n
(2)an•bn=(4n-5)2 2n
令f(n)=
,则(4n-5)2 2n
=f(n+1) f(n) (4n-1)2 2(4n-5)2
令
<1,则16n2-72n+49>0(4n-1)2 2(4n-5)2
∴n>5时,
<1,n<5时,f(n+1) f(n)
>1f(n+1) f(n)
∴数列从第一项到第四项,单调递增,从第五项开始,单调递减
所以最大项是第四项
;121 16
(3)证明:∵an=4n-5 2n
∴数列{an}的前n项和为Sn=(-1)×
+3×1 2
+…+(4n-5)×1 22 1 2n
∴
Sn=(-1)×1 2
+…+(4n-9)×1 22
+(4n-5)×1 2n 1 2n+1
两式相减可得
Sn=(-1)×1 2
+4×1 2
+…+4×1 22
-(4n-5)×1 2n 1 2n+1
∴Sn=3-(4n+3)×1 2n
∴S1=-1 2
∴Sn的值域[-
,3),1 2
∵bn=4n-5,∴bn的值域[-1,+∞),
∴对于给定的实数λ,一定存在正整数k,使得当n≥k时,不等式λSn<bn恒成立.