在数列{an}中,a1=1、a2=14,且an+1=(n-1)ann-an(n≥2).(Ⅰ)求a3、a4,猜想an的表达式,并加以证明;(Ⅱ)设bn=an•an+1an+an+1,求证:对任意的自然数

题目简介

在数列{an}中,a1=1、a2=14,且an+1=(n-1)ann-an(n≥2).(Ⅰ)求a3、a4,猜想an的表达式,并加以证明;(Ⅱ)设bn=an•an+1an+an+1,求证:对任意的自然数

题目详情

在数列{an}中,a1=1、a2=
1
4
,且an+1=
(n-1)an
n-an
(n≥2)

(Ⅰ) 求a3、a4,猜想an的表达式,并加以证明;
(Ⅱ) 设bn=
anan+1
an
+
an+1
,求证:对任意的自然数n∈N*,都有b1+b2+…+bn
n
3
题型:解答题难度:中档来源:汕头二模

答案

(Ⅰ) (1)∵a1=1、a2=class="stub"1
4
,且an+1=
(n-1)an
n-an
(n≥2)

∴a3=
a2
2-a2
=class="stub"1
7
a4=
2a3
3-a3
=class="stub"1
10

故可以猜想an=class="stub"1
3n-2
,下面利用数学归纳法加以证明:
(i) 显然当n=1,2,3,4时,结论成立,
(ii) 假设当n=k(k≥4),结论也成立,即ak=class="stub"1
3k-2

那么当n=k+1时,由题设与归纳假设可知:ak+1=
(k-1)ak
k-ak
=
(k-1)×class="stub"1
3k-2
k-class="stub"1
3k-2
=class="stub"1
3(k+1)-2

即当n=k+1时,结论也成立,
综上,an=class="stub"1
3n-2
成立.
(Ⅱ)证明:bn=
anan+1
an
+
an+1
=class="stub"1
3
(
3n+1
-
3n-2
)

所以b1+b2+…+bn=class="stub"1
3
[(
4
-1)+(
7
-
4
)+…+(
3n+1
-
3n-2
)]
=class="stub"1
3
(
3n+1
-1)

所以只需要证明class="stub"1
3
(
3n+1
-1)<
class="stub"n
3

只需证明
3n+1
3n
+1

只需证明:3n+1<3n+2
3n
+1
只需证明0<2
3n
,显然成立
所以对任意的自然数n∈N*,都有b1+b2+…+bn
class="stub"n
3

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