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> 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
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{a
n
}中,a
1
=1、
a
2
=
1
4
,且
a
n+1
=
(n-1)
a
n
n-
a
n
(n≥2)
.
(Ⅰ) 求a
3
、a
4
,猜想a
n
的表达式,并加以证明;
(Ⅱ) 设
b
n
=
a
n
•
a
n+1
a
n
+
a
n+1
,求证:对任意的自然数n∈N
*
,都有
b
1
+
b
2
+…+
b
n
<
n
3
.
题型:解答题
难度:中档
来源:汕头二模
答案
(Ⅰ) (1)∵a1=1、
a
2
=
class="stub"1
4
,且
a
n+1
=
(n-1)
a
n
n-
a
n
(n≥2)
,
∴a3=
a
2
2-
a
2
=
class="stub"1
7
,
a
4
=
2a
3
3-
a
3
=
class="stub"1
10
故可以猜想
a
n
=
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
a
k
=
class="stub"1
3k-2
那么当n=k+1时,由题设与归纳假设可知:
a
k+1
=
(k-1)
a
k
k-
a
k
=
(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,
a
n
=
class="stub"1
3n-2
成立.
(Ⅱ)证明:
b
n
=
a
n
•
a
n+1
a
n
+
a
n+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
b
1
+
b
2
+…+
b
n
<
class="stub"n
3
.
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(Ⅱ) 设bn=
答案
∴a3=
故可以猜想an=
(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=
那么当n=k+1时,由题设与归纳假设可知:ak+1=
即当n=k+1时,结论也成立,
综上,an=
(Ⅱ)证明:bn=
所以b1+b2+…+bn=
所以只需要证明
只需证明
只需证明:3n+1<3n+2
只需证明0<2
所以对任意的自然数n∈N*,都有b1+b2+…+bn<