问题 解答题

在数列|an|中,a1=t-1,其中t>0且t≠1,且满足关系式:an+1(an+tn-1)=an(tn+1-1),(n∈N+

(1)猜想出数列|an|的通项公式并用数学归纳法证明之;

(2)求证:an+1>an,(n∈N+).

答案

(1)由原递推式得到an+1=

(tn+1-1)an
an+tn-1
a2=
(t2-1)a1
a1+t-1
=
1
2
(t2-1)
a3=
(t3-1)a2
a2+t2-1
=
t3-1
3

猜想得到an=

tn-1
n
…(3分)

下面用数学归纳法证明an=

tn-1
n

10当n=1时   a1=t-1   满足条件

20假设当n=k时,ak=

tk-1
k

ak+1(

tk-1
k
+tk-1)=
tk-1
k
(tk+1-1),∴ak+1
k-1
k
=
tk+1-1
k
,∴ak+1=
tk+1-1
k+1

即当n=k+1时,原命题也成立.

由10、20an=

tn-1
n
…(7分)

(2)an+1-an=

tn+1-1
n+1
-
tn-1
n
=
1
n(n+1)
[n(tn+1-1)-(n+1)(tn-1)]=
1
n(n+1)
[ntn(t-1)-(tn-1)]
=
t-1
n(n+1)
[ntn-(tn-1+tn-2+…+t+1)]

而ntn-(tn-1+tn-2+…+t+1)=(tn-tn-1)+(tn-tn-2)+…+(tn-t)+(tn-1)=tn-1(t-1)+tn-2(t2-1)+tn-3(t3-1)+…+t(tn-1-1)+(tn-1)=

>0,t>1
<0,0<t<1

故t>0,且t≠1时有an+1-an>0,即an+1>an…(13分)

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