解答题设数列{an}的首项a1=1,前n项和Sn满足关系式:3tSn-(2t+3)Sn

发布时间:2020-07-09 04:54:31

解答题设数列{an}的首项a1=1,前n项和Sn满足关系式:3tSn-(2t+3)Sn-1=3t(t>0,n=2,3,4,…)
(1)求证:数列{an}是等比数列;
(2)设数列{an}是公比为f(t),作数列{bn},使(n=2,3,4,…),求和:b1b2-b2b3+b3b4-…+b2n-1b2n-b2nb2n+1;
(3)若t=-3,设cn=log3a2+log3a3+log3a4+…+log3an+1,Tn=++…+,求使k≥(7-2n)Tn(n∈N+)恒成立的实数k的范围.

网友回答

解:(1)由S1=a1=1,S2=a1+a2=1+a2,得3t(1+a2)-(2t+3)=3t,则a2=,于是=,
又两式相减得3tan-(2t+3)an-1=0,
于是=(n=3,4,…)
因此,数列{an}是首项为1,公比为的等比数列.
(2)按题意,f(t)==+,
故bn=f()=+bn-1?bn=1+(n-1)=,
由bn=,可知数列{b2n-1}与{b2n}是首项分别为1和,公差均为的等差数列,且b2n=,
于是b1b2-b2b3+b3b4-…+b2n-1b2n-b2nb2n+1
=b2(b1-b3)+b4(b3-b5)+…+b2n(b2n-1-b2n+1)
=-(b2+b4+…+b2n)
=-(2n2+3n)
(3)cn=log3a1+log3a2+…+log3an
=-(1+2+3+…+n)
=-.
故=-=-2(-).
Tn=++…+
=-2[(1-)+(-)+…+(-)]
=-.
所以数列{}的前n项和为-.化简得k≥对任意n∈N*恒成立.
设dn=,则dn+1-dn=-=.
当n≥5,dn+1≤dn,{dn}为单调递减数列,1≤n<5,dn+1>dn,{dn}为单调递增数列.
当n≥5,cn+1≤cn,{cn}为单调递减数列,当1≤n<5,cn+1>cn,{cn}为单调递增数列.
=d4<d5=,所以,n=5时,dn取得最大值为.
所以,要使k≥对任意n∈N*恒成立,k≥.解析分析:(1)由可求得=(n=3,4,…),又a1=1,a2=,可证数列{an}是首项为1,公比为的等比数列;(2)依题意可求得f(t)=+,bn=f()=,可知数列{b2n-1}与{b2n}是首项分别为1和,公差均为的等差数列,且b2n=,从而可求得b1b2-b2b3+b3b4-…+b2n-1b2n-b2nb2n+1;(3)可求得cn=-,=-,数列{}的前n项和为-,对k≥(7-2n)Tn(n∈N+)化简得k≥对任意n∈N*恒成立,再构造函数dn=,对n分类讨论,研究函数,{dn}与{cn}的单调性即可求得k的取值范围.点评:本题考查等比关系的确定,考查数列与不等式的综合,突出考查等差数列的求和与等比数列的证明,考查化归思想与分类讨论思想,属于难题.
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