问题
解答题
等差数列{an}中,公差d≠0,已知数列ak1,ak2,ak3…akn…是等比数列,其中k1=1,k2=7,k3=25. (1)求数列{kn}的通项公式kn; (2)若a1=9,bn=
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答案
(1)设{an}的首项为a1,公差为d(d≠0),
∵a1,a7,a25成等比数列,
∴(a1+6d)2=a1(a1+24d),
∴36d2=12a1d,又d≠0,
∴a1=3d…3分
∴an=3d+(n-1)d=(n+2)d,
又
=ak2 ak1
=a7 a1
=3,…5分9d 3d
∴{akn}是以a1=3d为首项,3为公比的等比数列,
∴akn=3d•3n-1=d•3n…6分
∴(kn+2)d=d•3n(d≠0),
∴kn=3n-2(n∈N*)…7分
(2)证明:∵a1=9=3d,
∴d=3,…8分
∴akn=d•3n=3n+1,又kn=3n-2,
∴bn=
=1 log3akn+ log3(kn+2)
=1
+n+1 n
-n+1
,…10分n
∴Sn=b1+b2+…+bn=
-1+2
-3
+…+2
-n+1 n
=
-1.故只需证n+1
-1<n+1
⇔n 2
-n 2
+1>0,n+1
令f(x)=
-x 2
+1,…12分x+1
则f′(x)=
-1 2
•1 2
>0在[1,+∞)上恒成立,1 x+1
∴f(x)在[1,+∞)上单调递增,
故f(x)≥f(1)=
-3 2
>0,2
∴
-x 2
+1>0在[1,+∞)上恒成立,x+1
∴
-1<n+1
(n∈N*),n 2
即Sn<
…14分n 2