问题 解答题
设函数f(x)=(
1
2
)x
,数列{an}满足a1=f(0),f(an+1)=
1
f(-2-an)
(n∈N*)

(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令 bn=(
1
2
)anSn=b1+b2+…+bnTn=
1
a1a2
+
1
a2a3
+…+
1
anan+1
,试比较 Sn
4
3
Tn
的大小,并加以证明.
答案

(1)∵f(x)=(

1
2
)xa1=f(0)=(
1
2
)0=1,

又∵f(an+1)=

1
f(-2-an)

(

1
2
)an+1=
1
(
1
2
)
-2-an
=(
1
2
)an+2.…(2分)

∴an+1=an+2即 an+1-an=2,∴数列{an}是首项为1,公差为 2 的等差数列

∴an=1+(n-1)×2=2n-1.…(5分)

(2)∵bn=(

1
2
)an=(
1
2
)2n-1
bn+1
bn
=
(
1
2
)
2n+1
(
1
2
)
2n-1
=
1
4
…(6分)

即数列{bn}是首项为 

1
2
,公比为 
1
4
的等比数列

Sn=b1+b2+…+bn=

1
2
[1-(
1
4
)
n
]
1-
1
4
=
2
3
[1-(
1
4
)n]…(7分)Tn=
1
a1a2
+
1
a2a3
+…+
1
anan-1
=
1
1×3
+
1
3×5
+…+
1
(2n-1)(2n+1)
=
1
2
[(1-
1
3
)+(
1
3
-
1
5
)+…+(
1
2n-1
-
1
2n+1
)]=
1
2
(1-
1
2n+1
)
…(10分)

4
3
Tn=
2
3
(1-
1
2n+1
)

故比较Sn

4
3
Tn的大小,只需比较 (
1
4
)n
1
2n+1
的大小即可       …(11分)

即只需比较 2n+1与4n的大小

∵4n=(1+3)n=1+Cn1•3+…≥3n+1>2n+1…(12分)

故 Sn

4
3
Tn   …(13分)

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