问题
解答题
设Sn是正项数列{an的前n项和,且Sn=
(1)求数列{an}的通项公式; (2)是否存在等比数列{bn},使 a1b1+a2b2+…+anbn=(2n-1)•2n+1+2 对一切正整数n都成立?并证明你的结论. (3)设
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答案
(1)由Sn=
an2+1 4
an-1 2
得Sn+1=3 4
an+12+1 4
an+1-1 2
,3 4
相减并整理得 (an+1+an)(an+1-an-2)=0
又由于an+1+an>0,则an+1=an+2,故{an}是等差数列.
∵a1=S1=
a12+1 4
a12-1 2
>0,所以a1=33 4
故an=2n+1 …4分
(2)当n=1,2时,a1b1=22(2×1-1)+2=6,
a1b1+a2b2=23(2×2-1)+2=26,可解得b1=2,b2=4,猜想bn=2n,使a1b1+a2b2+…
+anbn=2n+1(2n-1)+2成立.
证明:3•2+5•22+7•23+…+(2n+1)2n=2n+1(2n-1)+2恒成立.
令S=3•2+5•22+7•23+…+(2n+1)2n ①
2S=3•22+5•23+7•24+…+(2n+1)2n+1 ②
②-①得:S=(2n+1)2n+1-2•2n+1+2=(2n-1)2n+1+2,
故存在等比数列{bn}符合题意…8分
(3)Cn=
<1 (2n+2)2
=1 (2n+1)(2n+3)
(1 2
-1 2n+1
)1 2n+3
则Tn=c1+c2+…+cn<
(1 2
-1 3
+1 5
-1 5
+…+1 7
-1 2n+1
)=1 2n+3
(1 2
-1 3
)<1 2n+3 1 6
故Tn<
…12分1 6