问题
解答题
已知一系列的抛物线Cn的方程为y=anx2(n∈N*,an>1),过点An(n,ann2)作该抛物线Cn的切线ln与y轴交于点 Bn,Fn是 Cn的焦点,△AnBnFn的面积为n3 (1)求数列{an}的通项公式; (2)求证:1+
(3)设bn=2an-an2,求证:当n≥1时,b1+
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答案
(1)An(n,ann2)在抛物线Cn上,
∵y=anx2,
∴y′=2anx,
则切线ln的斜率为2ann,
切线方程为 y-ann2=2 ann(x-n)…(2分)
令x=0,得y=-ann2,,
∴Bn(0,-ann2),
又Fn(0,
)1 4an
∴S_△AnBnFn=
(1 2
+ann2)n=n31 4an
∴
+ann2=2n2,即4n2an2-8n2an+1=0,…(3分)1 4an
∴△=64n4-16n2=16n2(4n2-1)>0,
∵an>1,
∴an=1+1 2n
…(4分)4n2-1
(2)证明:∵an=1+1 2n
=1+4n2-1
,1- 1 4n2
{an}为递增数列,
∴an≥1+
=1+1- 1 4
.…(6分)3 2
又an<1+
=2,1
∴1+
≤an<2.…(8分)3 2
(3).证明:bn=2an-
=a 2n
…(9分)1 4n2
∴b1+
b2+2
b3+…+3
bn=n
(1 4
+1 12
+2 22
+…+3 32
)n n2
∵k≥2时,
=k k2
=1
•k
•k k
<2 (
+k
)k
•k k 2 (
+k
)k-1
•k k-1
=
=2(2(
-k
)k-1
•k k-1
-1 k-1
)…(12分)1 k
∴b1+
b2+2
b3+…+3
bn≤n
[1+2(1-1 4
+1 2
-1 2
+…+1 3
-1 k-1
)]1 k
=
[1+2(1-1 4
)]=1 n
(3-1 4
)<2 n
…(14分)3 4