问题 解答题
设数列{an},{bn}满足:a1=4,a2=
5
2
an+1=
an+bn
2
bn+1=
2anbn
an+bn
.
(1)用an表示an+1;并证明:∀n∈N+,an>2;
(2)证明:{ln
an+2
an-2
}
是等比数列;
(3)设Sn是数列{an}的前n项和,当n≥2时,Sn2(n+
4
3
)
是否有确定的大小关系?若有,加以证明;若没有,请说明理由.
答案

(1)由已知得a1=4,a2=

5
2
,所以b1=1故an+1bn+1=anbn═a1b1=4;

由已知:an>0,a1>2,a2>2,bn=

4
an
an+1=
an
2
+
2
an

由均值不等式得an+1>2

故∀n∈N+,an>2

(2)

an+1+2
an+1-2
=(
an+2
an-2
)2an+1+2=
(an+2)2
2an

an+1-2=

(an-2)2
2an

所以ln

an+1+2
an+1-2
=2ln
an+2
an-2
,所以{ln
an+2
an-2
}
是等比数列

(3)由(2)可知ln

an+2
an-2
=(ln3)×2n-1=ln32n-1an=
32n-1+1
32n-1-1

Cn=

4
32n-1
=
4
(32n-2)(32n-2)
1
4
Cn-1,(n≥2)

Cn

1
4
Cn-1<(
1
4
)2Cn-2<<(
1
4
)n-1C1=2(
1
4
)n-1

∴当n≥2时,an<2+2(

1
4
)n-1

Sn=a1+a2++an<4+2(n-1)+2[

1
4
+(
1
4
)
2
++(
1
4
)
n-1
]

=2n+2+2×

1
4
(1-
1
4n-1
)
1-
1
4

=2n+2+

2
3
(1-
1
4n-1
)<2n+
8
3

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