问题 解答题
已知等比数列{an},Sn是其前n项的和,且a1+a3=5,S4=15.
(I)求数列{an}的通项公式;
(II)设bn=
5
2
+log2an
,求数列{bn}的前n项和Tn
(III)比较(II)中Tn
1
2
n3+2
(n=1,2,3…)的大小,并说明理由.
答案

(I)设数列{an}的公比为q,则

方法一:a1+a3=a1+a1q2=a1(1+q2)=5,S4-(a1+a3)=a2+a4=a1q(1+q2)=10(2分)

∴q=2,a1=1,则an=2n-1(4分)

方法二:易知q≠1,则a1+a3=a1+a1q2=a1(1+q2)=5S4=

a1(1-q4)
1-q
=
a1(1-q)(1+q)(1+q2)
1-q
=a1(1+q)(1+q2)=15,

则1+q=3(2分)

(以下同方法一)(4分)

(II)由(I)可得,bn=

5
2
+log22n-1=
5
2
+(n-1)=n+
3
2

所以数列{bn}是一个以

5
2
为首项,1为公差的等差数列(5分)

Tn=

n(b1+bn)
2
(6分)

=

n(
5
2
+n+
3
2
)
2
=
n(n+4)
2
(9分)

(III)∵(

1
2
n3+2)-Tn=
1
2
(n3-n2-4n+4)=
1
2
(n-1)(n-2)(n+2)(11分)

∴当n=1、2时,

1
2
(n-1)(n-2)(n+2)=0,即Tn=
1
2
n3+2
(12分)

当n≥3时,

1
2
(n-1)(n-2)(n+2)>0,即Tn
1
2
n3+2
(14分)

单项选择题
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