(1)设数列{bn}的公差为d,由题意得
解得
所以bn=3n-2.
(2)由bn=3n-2,知
Sn=loga(1+1)+loga(1+)++loga(1+)
=loga[(1+1)(1+)(1+)],logabn+1=loga.
因此要比较Sn与logabn+1的大小,可先比较(1+1)(1+)(1+)与的大小.
取n=1有(1+1)>,
取n=2有(1+1)(1+)>,
由此推测(1+1)(1+)(1+)>.①
若①式成立,则由对数函数性质可断定:
当a>1时,Sn>logabn+1.
当0<a<1时,Sn<logabn+1.
下面用数学归纳法证明①式.
(ⅰ)当n=1时已验证①式成立.
(ⅱ)假设当n=k(k≥1)时,①式成立,即
(1+1)(1+)(1+)>.
那么,当n=k+1时,
(1+1)(1+)(1+)(1+)>(1+)
=(3k+2).
因为[(3k+2)]3-[]3=(3k+2)3-(3k+4)(3k+1)2 |
(3k+1)2 |
=>0,
所以(3k+2)>=.
因而(1+1)(1+)(1+)(1+)>.
这就是说①式当n=k+1时也成立.
由(ⅰ),(ⅱ)知①式对任何正整数n都成立.
由此证得:
当a>1时,Sn>logabn+1.
当0<a<1时,Sn<logabn+1.