在数列{an}、{bn}中,已知a1=6,b1=4,且bn、an、bn+1成等比数列,an、bn+1、an+1成等差数列,(n∈N+)
Ⅰ求a2、a3、a4及b2、b3、b4,由此猜想{an}、{bn}的通项公式,并证明你的结论;
Ⅱ.证明:.
网友回答
解:Ⅰ.由已知bn、an、bn+1成等比数列,
an、bn+1、an+1成等差数列,(n∈N+)
∴2bn+1=an+an+1,an2=bn?bn+1,
∵a1=6,b1=4,代入计算得:
a2=12,a3=20,a4=30,b2=9,b3=16,b4=25,
由此猜想an=(n+1)(n+2),bn=(n+1)2(n∈N+),
证明:(1)当n=1,由上面计算知猜想的结论成立;
(2)假设当n=k(k>1,k∈N+)时结论成立,
即ak=(k+1)(k+2),bk=(k+1)2,
则当n=k+1时,由于ak2=bk?bk+1,
∴
∴当n=k+1时,结论bn=(n+1)2成立,
又ak+1=2bk+1-ak=2(k+2)2-(k+1)(k+2)
=(k+2)(k+3)=[(k+1)+1][(k+1)+2]
∴当n=k+1时,an=(n+1)(n+2)也成立
由(1)(2)所证可知对任意的自然数n∈N+,
结论an=(n+1)(n+2),bn=(n+1)2都成立;
Ⅱ.因为.
当n≥2时,由an+bn=(n+1)(n+2)+(n+1)2
=(n+1)(2n+3)<2n(n+1),
=证毕.
解析分析:Ⅰ由已知可知2bn+1=an+an+1,an2=bn?bn+1,把a1=6,b1=4,代入计算得:a2=12,a3=20,a4=30,b2=9,b3=16,b4=25,由此猜想an=(n+1)(n+2),bn=(n+1)2(n∈N+),再用数学归纳法证明猜想.Ⅱ因为.当n≥2时,由an+bn=(n+1)(n+2)+(n+1)2=(n+1)(2n+3)<2n(n+1),然后用放缩法进行证明.
点评:本题综合考查数列的性质和不等式的证明,在证明过程中要注意数学归纳法和放缩法的合理运用.