问题 解答题
已知数列{an}的首项为a1=3,点(an,an+1)在直线3x-y=0(n∈N*)上.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若f(x)=a1x+a2x2+…+anxn,求f'(1)的值,并化简.
(Ⅲ)若cn=log3an3-2(n∈N*),证明对任意的n∈N*,不等式(1+
1
c1
)(1+
1
c2
)•…•(1+
1
cn
)>
33n+1
恒成立.
答案

(Ⅰ)由已知有3an-an+1=0,∴

an+1
an
=3,

所以数列{an]为以3为公比,以a1=3为首项的等比数列,

∴an=a13n-1=3n

(Ⅱ)f(x)=a1x+a2x2+…+anxn

f′(x)=a1+2a2x+3a3x2+…+nanxn-1

∴f′(1)=a1+2a2+3a3+…+nan=3+2•32+3•33+…+n•3n   ①

∴3f′(1)=32+2•33+3•34+…+(n-1)•3n+n•3n+1    ②

①-②得-2f′(1)=3+32+33+34+…+3n-n•3n+1=

3(3n-1)
3-1
-n•3n+1

∴f′(1 )=-

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

(Ⅲ)证明:由已知cn=3n-2,则 1+

1
cn
=1+
1
3n-2
,所以

(1+

1
c1
)( 1+
1
c2
)••(1+
1
cn
)=(1+1)(1+
1
4
)…(1+
1
3n-2
)

下面用数学归纳法证明不等式(1+

1
c1
)(1+
1
c2
)•…•(1+
1
cn
)>
33n+1

成立.

①当n=1时,左边=2,右边=

34
,不等式成立.

②假设当n=k时不等式成立,即(1+

1
c1
)( 1+
1
c2
)••(1+
1
ck
)=(1+1)(1+
1
4
)…(1+
1
3k-2
)
33k+1
成立.

则当n=k+1时,左边(1+

1
c1
)( 1+
1
c2
)••(1+
1
ck
)[1+
1
3(k+1)-2
]

=(1+1)(1+

1
4
)…(1+
1
3k-2
)[1+
1
3(k+1)-2
]

33k+1
•[1+
1
3(k+1)-2
]
=
33k+1
3k+2
3k+1
=
3
(3k+2)3
(3k+1)2

只要证

3
(3k+2)3
(3k+1)2
33(k+1)+1
成立即可

只需证   

(3k+2)3
(3k+1)2
>3k+4成立,

只需证(3k+2)3>(3k+4)(3k+1)2成立,

只需证27k3+54k2+36k+8>27k3+54k2+27k+4成立,

只需证9k+4>0成立,由于k为正整数,显然成立.

所以当n=k+1时,不等式也成立.

由①,②可得不等式(1+

1
c1
)(1+
1
c2
)•…•(1+
1
cn
)>
33n+1
恒成立

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