问题
解答题
已知数列{an}满足a1=
(Ⅰ)求证:数列{
(Ⅱ)试问数列{an}中ak-ak+1(k∈N*)是否仍是{an}中的项?如果是,请指出是数列的第几项;如果不是,请说明理由. (Ⅲ)令bn=
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答案
(Ⅰ)∵
=an an+1 4an+2 an+1+2
∴anan+1+2an=4anan+1+2an+1,
即2an-2an+1=3anan+1,
所以
-1 an+1
=1 an 3 2
所以数列{
}是以1 an
为首项,公差为5 2
的等差数列. 3 2
(II)由(Ⅰ)可得数列{
}的通项公式为1 an
=1 an
,所以an=3n+2 2 2 3n+2
∴ak-ak+1=
-2 3k+2
=2 3(k+1)+2
=4 9k2+21k+10
. 2 3•
+23k2+7k+2 2
因为
=k2 +3k+1+3k2+7k+2 2 k(k+1) 2
当k∈N*时,
一定是正整数,所以k(k+1) 2
是正整数.3k2+7k+2 2
所以ak-ak+1是数列{an}中的项,是第
项. 3k2+7k+2 2
(Ⅲ)证明:由(II)知:an=
,bn=2 3n+2
(2 3
+5)=1 an
(2 3
+5)=n+4.3n+2 2
下面用数学归纳法证明:2n+4>(n+4)2对任意n∈N*都成立.
(1)当n=1时,显然25>52,不等式成立.
(2)假设当n=k(k∈N*)时,有2k+4>(k+4)2,
当n=k+1时,2(k+1)+4=2•2k+4>2(k+4)2=2k2+16k+32=(k+5)2+k2+6k+7>(k+5)2
即有:2bn+1>bn+12也成立.
综合(i)(ii)知:对任意n∈N*,都有不等式2bn>bn2成立.