问题 解答题
已知各项均为正数的数列{an}满足an+12=2an2+anan+1,a2+a4=2a3+4,其中n∈N*
(Ⅰ)求数{an}的通项公式;
(Ⅱ)设数{bn}的前n项和Tn,令bn=an2,其中n∈N*,试比较
Tn+1+12
4Tn
2log2bn+1+2
2log2bn-1
的大小,并加以证明.
答案

(Ⅰ)因为an+12=2an2+anan+1,即(an+1+an)(2an-an+1)=0

又an>0,所以有2an-an+1=0,所以2an=an+1

所以数列{an}是公比为2的等比数列(2分)

由a2+a4=2a3+4得2a1+8a1=8a1+4,解得a1=2

故数列{an}的通项公式为an=2n(n∈N*)(4分)

(Ⅱ)因bn=an2=22n=4n,所以b1=4,

bn+1
bn
=4

即数列{bn}是首项为4,公比是4的等比数列

所以Tn=

4
3
(4n-1)(6分)

Tn+1+12
4Tn
=
4n+1+8
4(4n-1)
=1+
3
4n-1

2log2bn+1 +2
2log2bn-1
=
4n+6
4n-1
=1+
7
4n-1

Tn+1+12
4Tn
-
2log2bn+1+2
2log2bn-1
=
3
4n-1
-
7
4n-1
=
4(3n+1-7•4n-1)
(4n-1)(4n-1)

猜想:7•4n-1>3n+1(8分)

①当n=1时,7•40=7>3×1+1=4,上面不等式显然成立;

②假设当n=k时,不等式7•4k-1>3k+1成立(9分)

当n=k+1时,

7×4k=4×7×4k-1>4(3k+1)=12k+4>3k+4=3(k+1)+1

综上①②对任意的n∈N+均有7•4n-1>3n+1(11分)

又4n-1>0,4n-1>0

Tn+1+12
4Tn
-
2log2bn+1 +2
2log2bn-1
<0

所以对任意的n∈N+均有

Tn+1+12
4Tn
2log2bn+1+2
2log2bn-1
(12分)

单项选择题
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