数列{an},{bn}(n=1,2,3,…)由下列条件确定:①a1<0,b1>0;②当k≥2时,ak与bk满足:ak-1+bk-1≥0时,ak=ak-1,bk=;当ak-1+bk-1<0时,ak=,bk=bk-1.
(Ⅰ)若a1=-1,b1=1,,求a2,a3,a4,并猜想数列{an}的通项公式(不需要证明);
(Ⅱ)在数列{bn}中,若b1>b2>…bs(s≥3,且s∈N*),试用a1,b1表示bk,k∈{1,2,…,s};
(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,设数列{cn}(n∈N*)满足c1=,cn≠0,cn+1=-?(其中m为给定的不小于2的整数),求证:当n≤m时,恒有cn<1.
网友回答
(Ⅰ)解:因为a1+b1=0,所以 a2=a1=-1,b2==0.…(1分)
因为a2+b2=-1<0,则 a3==-,b3=b2=0.…(2分)
a4===-.…(3分)
猜想当n≥2时,an=a2?=-.
则 an=.???…(4分)
(Ⅱ)解:当 2≤k≤s时,假设ak-1+bk-1<0,根据已知条件则有 bk=bk-1,
与 b1>b2>…>bs矛盾,因此 ak-1+bk-1<0不成立,…(5分)
所以有ak-1+bk-1≥0,从而有 ak=ak-1,所以ak=a1.…(6分)
当ak-1+bk-1≥0时,ak=ak-1,,
所以 bk-ak=-ak-1=;?…(8分)
当 2≤k≤s时,总有 bk-ak=?成立.
又 b1-a1≠0,
所以{bk-ak}(k=1,2,3…s)是首项为b1-a1,公比为的等比数列,…(9分)
bk-ak =(b1-a1) ,k=1,2,3…s,
又因为 ak=a1,所以bk=(b1-a1) +a1 ,.…(10分)
(Ⅲ)证明:由题意得 =+cn.
因为 cn+1=+cn,所以 cn+1-cn=>0.
所以数列{cn}是单调递增数列.…(11分)
因此要证 cn<1 (n≤m),只须证 cm<1.
由m≥2,则 cn+1═+cn<cncn+1+cn,即 >-.…(12分)
因此 =(-)+(-)+(-)+…+(-)+?
>+2=.
所以,cn <<1.
故当n≤m,恒有 cn <1.…(14分)
解析分析:(Ⅰ)利用题中的条件,分别令n=1,2,3,4,根据数列的前三项,猜想{an}的解析式.(Ⅱ)用反证法证明 ak-1+bk-1≥0,由此推出 bk-ak=?成立,可得{bk-ak}是首项为b1-a1,公比为的等比数列,写出{bk-ak}的通项公式,可得bk .(Ⅲ)由题意得cn+1-cn=>0,由此推出>-,进而得到cn <<1.
点评:本题主要考查数列与不等式的综合,数列的递推式的应用,体现了转化的数学思想,属于难题.