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
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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,
=4bn+1 bn
即数列{bn}是首项为4,公比是4的等比数列
所以Tn=
(4n-1)(6分)4 3
则
=Tn+1+12 4Tn
=1+4n+1+8 4(4n-1) 3 4n-1
又
=2log2bn+1 +2 2log2bn-1
=1+4n+6 4n-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
<02log2bn+1 +2 2log2bn-1
所以对任意的n∈N+均有
<Tn+1+12 4Tn
(12分)2log2bn+1+2 2log2bn-1