设Sn为数列{an}的前n项和,对任意的n∈N*,都有Sn=(m+1)-man(m为常数,且m>0). (1)求证:数列{an}是等比数列; (2)设数列{an}的公比q=f(m),数列{bn}满足b1=2a1,bn=f(bn-1)(n≥2,n∈N*),求数列{bn}的通项公式; (3)在满足(2)的条件下,求证:数列{bn2}的前n项和Tn<
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(1)证明:当n=1时,a1=S1=(m+1)-ma1,解得a1=1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=man-1-man.
即(1+m)an=man-1.
∵m为常数,且m>0,∴
=an an-1
(n≥2)m 1+m
∴数列{an}是首项为1,公比为
的等比数列.m 1+m
(2)由(1)得,q=f(m)=
,b1=2a1=2.m 1+m
∵bn=f(bn-1)=
,bn-1 1+bn-1
∴
=1 bn
+1,即1 bn-1
-1 bn
=1(n≥2).1 bn-1
∴{
}是首项为1 bn
,公差为1的等差数列.1 2
∴
=1 bn
+(n-1)•1=1 2
,即bn=2n-1 2
(n∈N*).2 2n-1
(3)证明:由(2)知bn=
,则bn2=2 2n-1
.4 (2n-1)2
所以Tn=b12+b22+b32++bn2=4+
+4 9
++4 25
,4 (2n-1)2
当n≥2时,
<4 (2n-1)2
=4 2n(2n-2)
-1 n-1
,1 n
所以Tn=4+
+4 9
++4 25
<4+4 (2n-1)2
+(4 9
-1 2
)+(1 3
-1 3
)++(1 4
-1 n-1
)=1 n
+40 9
-1 2
<1 n
.89 18