解答题已知数列{an}的前n项和为Sn,且.
(I)求证:;
(II)求an及Sn;
(III)求证:.
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解:( I),(1),(2)(2分)
(2)-(1),得,∴.(3分)
( II)当n=1时,;??????????????????????????(4分)
由( I),得
即?????????????????????????????????????????????(7分)
将代入,得.(8分)
( III)由,则即证
下证:当n≥4,n∈N*时,2n≥n2.
①当n=4时,24=42,成立;当n=5时,25>52,成立;??????????????(9分)
②假设当n=k(k≥4,k∈N*)时,成立,即2k≥k2,则
当n=k+1时,2k+1≥2k2,令f(k)=2k2-(k+1)2=k2-2k-1,k≥4,k∈N*,当k=4时有最小值7,故2k2>(k+1)2,
∴2k+1≥(k+1)2,即n=k+1成立;
由①②得结论成立.(11分)
于是,.
令k=4,5,6,…,n,各式相加,得,
又,
两式相加,得.(12分)解析分析:分析:(Ⅰ)由Sn推出Sn+1的表达式,两式相减后即得;( II)当n=1时,;将代入,得;(Ⅲ)由,则即证,下证:当n≥4,n∈N*时,2n≥n2.然后利用数学归纳法法证明结果.点评:点评:本题考查等比数列的定义,等比数列求和,数学归纳法等基础知识,考查计算能力、推理论证能力、综合发现问题解决问题的能力以及分类讨论思想.