问题 解答题
在数列{an}中,对于任意n∈N*,等式a1+2a2+22a3+…+2n-1an=(n•2n-2n+1)b成立,其中常数b≠0.
(Ⅰ)求a1,a2的值;
(Ⅱ)求证:数列{2an}为等比数列;
(Ⅲ)如果关于n的不等式
1
a2
+
1
a4
+
1
a8
+…+
1
a2n
c
a1
(c∈R)的解集为{n|n≥3,n∈N*},求b和c的取值范围.
答案

(Ⅰ)因为a1+2a2+22a3+…+2n-1an=(n•2n-2n+1)b

所以a1=(21-21+1)ba1+2a2=(2•22-22+1)b

解得a1=b,a2=2b.…(3分)

(Ⅱ)证明:当n≥2时,由a1+2a2+22a3+…+2n-1an=(n•2n-2n+1)b,①

a1+2a2+22a3+…+2n-2an-1=[(n-1)•2n-1-2n-1+1]b,②

将①,②两式相减,得 2n-1an=(n•2n-2n+1)b-[(n-1)•2n-1-2n-1+1]b

化简,得an=nb,其中n≥2.…(5分)

因为a1=b,所以an=nb,其中n∈N*.…(6分)

因为

2an
2an-1
=2an-an-1=2b(n≥2)为常数,

所以数列{2an}为等比数列.…(8分)

(Ⅲ)由(Ⅱ),得a2n=2nb,…(9分)

所以

1
a2
+
1
a4
+
1
a8
+…+
1
a2n
=
1
2b
+
1
4b
+…+
1
2nb
=
1
b
×
1
2
(1-
1
2n
)
1-
1
2
=
1
b
(1-
1
2n
),…(11分)

又因为

1
a1
=
1
b

所以不等式

1
a2
+
1
a4
+
1
a8
+…+
1
a2n
c
a1
化简为
1
b
(1-
1
2n
)>
c
b

当b>0时,考察不等式

1
b
(1-
1
2n
)>
c
b
的解,

由题意,知不等式1-

1
2n
>c的解集为{n|n≥3,n∈N*},

因为函数y=1-(

1
2
)x在R上单调递增,所以只要求 1-
1
23
>c
1-
1
22
≤c
即可,

解得

3
4
≤c<
7
8
;                                        …(13分)

当b<0时,考察不等式

1
b
(1-
1
2n
)>
c
b
的解,

由题意,要求不等式1-

1
2n
<c的解集为{n|n≥3,n∈N*},

因为1-

1
22
<1-
1
23

所以如果n=3时不等式成立,那么n=2时不等式也成立,

这与题意不符,舍去.

所以b>0,

3
4
≤c<
7
8
.…(14分)

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题