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
2
≤an<2;
(3)设bn=2an-an2,求证:当n≥1时,b1+
2
b2+
3
b3+…+
n
bn
3
4
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
1
4an
+ann2)n=n3

1
4an
+ann2=2n2,即4n2an2-8n2an+1=0,…(3分)

∴△=64n4-16n2=16n2(4n2-1)>0,

∵an>1,

∴an=1+

1
2n
4n2-1
…(4分)

(2)证明:∵an=1+

1
2n
4n2-1
=1+
1-
1
4n2

{an}为递增数列,

∴an≥1+

1-
1
4
=1+
3
2
.…(6分)

又an<1+

1
=2,

∴1+

3
2
≤an<2.…(8分)

(3).证明:bn=2an-

a2n
=
1
4n2
…(9分)

b1+

2
b2+
3
b3+…+
n
bn=
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(
k
-
k-1
)
k
k-1
=2(
1
k-1
-
1
k
)…(12分)

b1+

2
b2+
3
b3+…+
n
bn
1
4
[1+2(1-
1
2
+
1
2
-
1
3
+…+
1
k-1
-
1
k
)]

=

1
4
[1+2(1-
1
n
)]=
1
4
(3-
2
n
)<
3
4
…(14分)

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