数列{an}和数列{bn}(n∈N*)由下列条件确定:(1)a1<0,b1>0;(2)当k≥2时,ak与bk满足如下条件:当≥0时,ak=ak-1,bk=;当<0时,

发布时间:2020-07-31 21:53:08

数列{an}和数列{bn}(n∈N*)由下列条件确定:
(1)a1<0,b1>0;
(2)当k≥2时,ak与bk满足如下条件:当≥0时,ak=ak-1,bk=;当<0时,ak=,bk=bk-1.
解答下列问题:
(Ⅰ)证明数列{ak-bk}是等比数列;
(Ⅱ)记数列{n(bk-an)}的前n项和为Sn,若已知当a>1时,=0,求.
(Ⅲ)m(n≥2)是满足b1>b2>…>bn的最大整数时,用a1,b1表示n满足的条件.

网友回答

解:(Ⅰ)当≥0时,bk-ak=-ak-1=(bk-1ak-1),
当<0时,bk-ak=bk-1-=(bk-1ak-1),
所以不论哪种情况,都有bk-ak=(bk-1ak-1),又显然b1-a1>0,故数列{ak-bk}是等比数列(4分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,bn-an=(b1-a1)=,故n(bn-an)=(b1-a1)?,
Sn=(b1-a1)(1+++…++),所以Sn=(b1-a1)(1++…++),
所以Sn=(b1-a1)(1+++…++),Sn=(b1-a1)[4(1-)-](7分)
又当a>1时=0,Sn=4(b1-a1).(8分)

(Ⅲ)当b1>b2>…>bn(n≥2)时,bk≠bk-1(2≤k≤n),由(2)知<0不成立,
故≥0,从而对于2≤k≤n,有ak=ak-1,bk=,于是an=an-1=…=a1,
故bn=a1+(b1-a1)(10分)
={a1+[a1+(b1-a1)]}若≥0,则bn+1=,
bn+1-bn={a1+(b1-a1)}-{a1+(b1-a1)}=-(b1-a1)<0,
所以bn+1<bn=,这与n是满足b1>b2>…>bn(n≥2)的最大整数矛盾.
因此n是满足<0的最小整数.(12分)
而<0?<2n?log2<n,
因而n是满足log2<n的最小整数.(14分)
解析分析:(Ⅰ)分情况讨论,并分别做差ak-bk,从而可证明等比数列.(Ⅱ)利用第一问的结论:数列{ak-bk}是等比数列,求出数列{n(bn-an)}的前n项和为Sn,再求极限得解.(Ⅲ)如果n(n≥2)是满足b1>b2>…>bn的最大整数,利用已知条件,从而推出bn通项.再利用bn的性质推出因此n是满足<0的最小整数.进而可推得n满足的条件(用a1,b1表示).

点评:本题是等比数列的综合题,考查等比数列证明,极限求法,不等式等有关知识,要求能力比较高,值得好好研究学习.
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