已知数列{an}满足a1=2,an+1=2()2an
(1)求数列{an}的通项公式
(2)设bn=(An2+Bn+C)?2n,是否存在常数A、B、C,使对一切n∈N*,均有an=bn+1-bn成立?若存在,求出常数A、B、C的值,若不存在,说明理由
(3)求证:a1+a2+…+an≤(n2-2n+2)?2n,(?n∈N*)
网友回答
解:(1)由an+1=2()2an得:
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…
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将这n-1个式子相乘,得an=2n-1n2a1=2n?n2,
(2)∵bn=(An2+Bn+C)?2n
∴bn+1=(A(n+1)2+B(n+1)+C)?2n+1
∴bn+1-bn=(A(n+1)2+B(n+1)+C)?2n+1-(An2+Bn+C)?2n
=(An2+(4A+B)n+2A+2B+C)?2n
若an=bn+1-bn成立,则2n?n2=(An2+(4A+B)n+2A+2B+C)?2n对一切正整数n都成立
∴An2+(4A+B)n+2A+2B+C=n2
∴?A=1,B=-4,C=6;
(3)用数学归纳法进行证明:
当n=1时,a1=2≤(12-2×1+2)?21:=2,式子成立
当n≥2时,设n=k时不等式成立,
即a1+a2+…+ak≤(k2-2k+2)?2k成立,则
a1+a2+…+ak+ak+1≤(k2-2k+2)?2k+2k+1?(k+1)2
而(k2-2k+2)?2k+2k+1?(k+1)2=2k+1[(k2-k+1)+(k2+2k+1)]
=2k+1(k2+k+2)
并且2k+1(k2+k+2)≤((k+1)2-2(k+1)+2)?2k+1,
∴a1+a2+…+ak+ak+1)≤((k+1)2-2(k+1)+2)?2k+1
即n=k+1时不等式成立,
综上所述,可得对任意?n∈N*,a1+a2+…+an≤(n2-2n+2)?2n 总成立
解析分析:(1)用n=1、n=2、n=3、…,一共n-1个值代入式子:an+1=2()2an得到n-1个等式,将此n-1个等式相乘,就可以得到an=2n-1n2a1=2n?n2;(2)根据bn=(An2+Bn+C)?2n,得到bn+1=(A(n+1)2+B(n+1)+C)?2n+1,再将bn+1-bn进行化简,整理得(An2+(4A+B)n+2A+2B+C)?2n,最后根据An2+(4A+B)n+2A+2B+C=2n恒等,采用比较系数法,可得A、B、C的值;(3)采用数学归纳法,先验证n=1时不等式的等号成立,然后假设n=k(n≥2)时不等式成立,即a1+a2+…+ak≤(k2-2k+2)?2k,采用放缩的方法可以证出n=k+1时,a1+a2+…+ak+ak+1)≤((k+1)2-2(k+1)+2)?2k+1也成立,因此可以得出结论对所有的正整数n,不等式都能成立.
点评:本题主要考查了数列的递推式、数学归纳法和不等式的证明等知识点,是一道难题.注意解题过程中数学归纳的一般方法和不等式放缩的技巧,以达到证明的目的.