解答题已知函数f(x)=(x-1)2,数列{an}是公差为d的等差数列,{bn}是公比

发布时间:2020-07-09 02:25:09

解答题已知函数f(x)=(x-1)2,数列{an}是公差为d的等差数列,{bn}是公比为q(q∈R,q≠1)的等比数列.若a1=f(d-1),a3=f(d+1),b1=f(q-1),b3=f(q+1).
(Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅱ)若{cn}对n∈N*,恒有,求c1+c3+c5+…+c2n-1的值;
(Ⅲ)试比较与的大小.

网友回答

解:(Ⅰ)∵a3-a1=2d,
∴f(d+1)-f(d-1)=2d.即d2-(d-2)2=2d,解得d=2.
∴a1=f(2-1)=0.
∴an=2(n-1).
∵,
∴.
∵q≠0,q≠1,
∴q=3.
又b1=f(q-1)=1,∴bn=3n-1.
(Ⅱ)由题设知,∴c1=a2b1=2.
当n≥2时,,,
两式相减,得.
∴cn=2nbn=2n?3n-1(cn=b1a2适合).
设T=c1+c3+c5+…+c2n-1,
∴T=2+6×32+10×34+…+(4n-2)?32n-2,
32T=2×32+6×34+10×36+…+(4n-6)?32n-2+(4n-2)?32n,
两式相减,得
-8T=2+4×32+4×34+…+4×32n-2-(4n-2)?32n
=2+4×
=
=.
∴.
(Ⅲ),

现只须比较3n+1与2n+2的大小.
当n=1时,3n+1=4=2n+2;
当n=2时,3n+1=10>2n+2=6;
当n=3时,3n+1=28>2n+2=8;
当n=4时,3n+1=82>2n+2=10.
猜想n≥2时,3n+1>2n+2.
用数学归纳法证明
(1)当n=2时,左边=3n+1=10,右边=2n+2=6,3n+1>2n+2成立.
(2)假设当n=k时,不等式成立,即3k+1>2k+2.
当n=k+1时,3k+1+1=3×3k+1=3k+1+2×3k>2k+2+2×3k>2k+2+2=2(k+1)+2.
即当n=k+1时,不等式也成立.
由(1)(2),可知n>2时,3n+1>2n+2都成立.
所以3n+1≥2n+2(当且仅当n=1时,等号成立)
所以.即≥.解析分析:(Ⅰ)由a3-a1=2d,可得d=2.所以an=2(n-1).由,可得q=3.所以bn=3n-1.(Ⅱ)由题设知c1=a2b1=2.然后结合题高级条件利用错位相减法能够求出c1+c3+c5+…+c2n-1的值.(Ⅲ)由题设条件知,.所以通过用数学归纳法比较3n+1与2n+2的大小就能得到与的大小.点评:本题考查数列的综合应用,解题时要认真审题,仔细解答,避免不必要的错误.
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