问题 解答题
设数列{an}满足a1=0,4an+1=4an+2
4an+1
+1
,令bn=
4an+1

(1)试判断数列{bn}是否为等差数列?并求数列{bn}的通项公式;
(2)令Tn=
b1×b3×b5×…×b(2n-1)
b2×b4×b6×…b2n
,是否存在实数a,使得不等式Tn
bn+1
2
log2(a+1)
对一切n∈N*都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
(3)比较bnbn+1bn+1bn的大小.
答案

(1)由已知得an+1+

1
4
=(an+
1
4
)+
an+
1
4
+
1
4

4an+1+1=4an+1+2

4an+1
+1,(2分)

所以bn+12=bn2+2bn+1,即bn+1=bn+1,

又b1=1,所以数列{bn}为等差数列,

通项公式为bn=n(n∈N*).

(2)令cn=Tn

bn+1

Tn=

b1×b3×b5××b(2n-1)
b2×b4×b6×b2n

cn+1
cn
=
1×3×5××(2n+1)
2×4×6××(2n+2)
n+2
1×3×5××(2n-1)
2×4×6××2n
n+1
=
2n+1
2n+2
×
n+2
n+1

=

(n+2)(2n+1)2
(2n+2)2(n+1)
=
4n3+12n2+9n+2
4n3+12n2+12n+4
<1

所以,数列{cn}为单调递减数列,(8分)

所以数列{cn}的最大项为c1=

2
2

若不等式Tn

bn+1
2
log2(a+1)对一切n∈N*都成立,只需
2
2
2
log2(a+1)

解得a>

2
-1,

又a>0,a≠1,

所以a的取值范围为(

2
-1,1)∪(1,+∞).(12分)

(3)问题可转化为比较nn+1与(n+1)n的大小.

设函数f(x)=

lnx
x
,所以f′(x)=
1-lnx
x2

当0<x<e时,f'(x)>0;

当x>e时,f'(x)<0.所以f(x)在(0,e)上为增函数;在(e,+∞)上为减函数.

当n=1,2时,显然有nn+1<(n+1)n

当n≥3时,f(n)>f(n+1),即

lnn
n
ln(n+1)
n+1

所以(n+1)lnn>nln(n+1),即lnnn+1>ln(n+1)n

所以nn+1>(n+1)n

综上:当n=1,2时,nn+1<(n+1)n,即bnbn+1bn+1bn

当n≥3时,nn+1>(n+1)nbnbn+1bn+1bn.(16分)

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题