问题
解答题
已知数列{an}和{bn}满足: (1)a1<0,b1>0; (2)当
(Ⅰ)如果a1=-3,b1=7,试求a2,b2,a3,b3; (Ⅱ)证明:数列{bn-an}是一个等比数列; (Ⅲ)设n(n≥2)是满足b1>b2>b3>…>bn的最大整数,证明n>log2
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答案
(1)因为
=2>0,所以a2=a1=-3,b2=a1+b1 2
=2a1+b1 2
因为
=-a2+b2 2
<0,所以a3=1 2
=-a2+b2 2
,b3=b2=21 2
(2)证明:当
≥0时,bk-ak=ak-1+bk-1 2
-ak-1=ak-1+bk-1 2
;bk-1-ak-1 2
当
<0时,bk-ak=bk-1-ak-1+bk-1 2
=ak-1+bk-1 2 bk-1-ak-1 2
因此不管哪种情况,都有bk-ak=
,所以数列{bn-an}是首项为b1-a1,bk-1-ak-1 2
公比为
的等比数列 1 2
(3)证明:由(2)可得bn-an=(b1-a1)(
)n-11 2
因为b1>b2>b3>…>bn(n≥2),所以bk≠bk-1(2≤k≤n),
所以
<0不成立,所以ak-1+bk-1 2
≥0ak-1+bk-1 2
此时对于2≤k≤n,都有ak=ak-1,bk=
,ak-1+bk-1 2
于是a1=a2=…=an,所以bn=a1+(b1-a1)(
)n-11 2
若
≥0,则bn+1=an+bn 2
,bn+1=a1+(b1-a1)(an+bn 2
)n1 2
所以bn+1-bn=[a1+(b1-a1)(
)n]-[a1+(b1-a1)(1 2
)n-1]=-(b1-a1)(1 2
)n<0,1 2
所以bn>bn+1,这与n是满足b1>b2>b3>…>bn(n≥2)的最大整数相矛盾,
因此n是满足
<0的最小整数.an+bn 2
<0⇔a1+(b1-a1)(an+bn 2
)n<0⇔1 2
<2n⇔log2b1-a1 -a1
<n,命题获证a1-b1 a1