问题
解答题
已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2-(
(1)求证:数列{
(2)设数列{2nan}的前n项和为Tn,An=
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答案
(1)由a1=S1=2-3a1得a1=
,1 2
由Sn=2-(
+1)an得Sn-1=2-(2 n
+1)an-1,2 n-1
于是an=Sn-Sn-1=(
+1)an-1-(2 n-1
+1)an,2 n
整理得
=an n
×1 2
(n≥2),an-1 n-1
所以数列{
}是首项及公比均为an n
的等比数列.1 2
(2)由(Ⅰ)得
=an n
×(1 2
)n-1=1 2
.1 2n
于是2nan=n,Tn=1+2+3+…+n=
,n(n+1) 2
=1 Tn
=2(2 n(n+1)
-1 n
),1 n+1
An=2[(1-
)+(1 2
-1 2
)+…+(1 3
-1 n
)=2(1-1 n+1
)=1 n+1
.2n n+1
又
=2 nan
,问题转化为比较2n+1 n2
与2n+1 n2
的大小,即2n n+1
与2n n2
的大小.n n+1
设f(n)=
,g(n)=2n n2
.n n+1
∵f(n+1)-f(n)=
,当n≥3时,f(n+1)-f(n)>0,2n[n(n-2)-1] [n(n+1)]2
∴当n≥3时f(n)单调递增,
∴当n≥4时,f(n)≥f(4)=1,而g(n)<1,∴当n≥4时f(n)>g(n),
经检验n=1,2,3时,仍有f(n)≥g(n),
因此,对任意正整数n,都有f(n)>g(n),
即An<
.2 nan