已知n是正整数,数列{an}的前n项和为Sn,对任何正整数n,等式Sn=-an+12(n-3)都成立.(I)求数列{an}的首项a1;(II)求数列{an}的通项公式;(III)设数列{nan}的前n

题目简介

已知n是正整数,数列{an}的前n项和为Sn,对任何正整数n,等式Sn=-an+12(n-3)都成立.(I)求数列{an}的首项a1;(II)求数列{an}的通项公式;(III)设数列{nan}的前n

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已知n是正整数,数列{an}的前n项和为Sn,对任何正整数n,等式Sn=-an+
1
2
(n-3)都成立.
(I)求数列{an}的首项a1
(II)求数列{an}的通项公式;
(III)设数列{nan}的前n项和为Tn,不等式2Tn≤(2n+4)Sn+3是否对一切正整数n恒成立?若不恒成立,请求出不成立时n的所有值;若恒成立,请给出证明.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(I)当n=1时,a1S1= -a1+class="stub"1
2
(1-3)
,解得a1=-class="stub"1
2

   (II)当n≥2时,an=Sn-Sn-1= class="stub"1
2
an-1+class="stub"1
4
,则an-class="stub"1
2
=class="stub"1
2
(an-1-class="stub"1
2
)

因此数列{an-class="stub"1
2
}是首项为-1,公比为class="stub"1
2
的等比数列,
an-class="stub"1
2
=(-1)•(class="stub"1
2
)
n-1

an=class="stub"1
2
-class="stub"1
2n-1

 数列{an}的通项公式是an=class="stub"1
2
-class="stub"1
2n-1

 (III)不等式2Tn≤(2n+4)Sn+3对一切正整数n都成立,
nan=class="stub"n
2
-n•class="stub"1
2n-1

Tn=class="stub"1
2
(1+2+3+…+n)
-(1+2•class="stub"1
2
+3•class="stub"1
22
+…+n•class="stub"1
2n-1
)

Un=-(1+2•class="stub"1
2
+3•class="stub"1
22
+…+n•class="stub"1
2n-1
)

class="stub"1
2
 Un= class="stub"1
2
+2•class="stub"1
22
+3•class="stub"1
23
+…+(n-1)•class="stub"1
2n-1
+n•class="stub"1
2n

上面两式相减:
class="stub"1
2
Un= 1+class="stub"1
2
+class="stub"1
22
 +…+class="stub"1
2n-1
-n•class="stub"1
2n

Un=4-class="stub"n+2
2n-1

Tn=
n(n+1)
4
- 4+class="stub"n+2
2n-1
=
n2+n-16
4
+class="stub"n+2
2n-1

Sn=-an+class="stub"1
2
(n-3)
=-class="stub"1
2
+class="stub"1
2n-1
+class="stub"n-3
2
=class="stub"n-4
2
+class="stub"1
2n-1

∴2Tn-(2n+4)Sn=
n2+n-16
2
+class="stub"n+2
2n-2
-
2(n+4)(n-4)
2
- class="stub"n+2
2n-2
=
-n2+5n
2

∴当n=2或n=3时,
-n2+5n
2
的值最大,最大值为3,
∴对一切正整数n.2Tn-(2n+4)Sn≤3
∴不等式2Tn-(2n+4)Sn+3对一切正整数n都成立.

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