已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2-(2n+1)an(n≥1).(1)求证:数列{ann}是等比数列;(2)设数列{2nan}的前n项和为Tn,An=1T1+1T2+1T3+…+1Tn.试比较

题目简介

已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2-(2n+1)an(n≥1).(1)求证:数列{ann}是等比数列;(2)设数列{2nan}的前n项和为Tn,An=1T1+1T2+1T3+…+1Tn.试比较

题目详情

已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2-(
2
n
+1)an(n≥1).
(1)求证:数列{
an
n
}是等比数列;
(2)设数列{2nan}的前n项和为Tn,An=
1
T1
+
1
T2
+
1
T3
+…+
1
Tn
.试比较An
2
nan
的大小.
题型:解答题难度:中档来源:江西模拟

答案

(1)由a1=S1=2-3a1得a1=class="stub"1
2

由Sn=2-(class="stub"2
n
+1)an得Sn-1=2-(class="stub"2
n-1
+1)an-1,
于是an=Sn-Sn-1=(class="stub"2
n-1
+1)an-1-(class="stub"2
n
+1)an,
整理得
an
n
=class="stub"1
2
×
an-1
n-1
(n≥2),
所以数列{
an
n
}是首项及公比均为class="stub"1
2
的等比数列.
(2)由(Ⅰ)得
an
n
=class="stub"1
2
×(class="stub"1
2
)
n-1
=class="stub"1
2n

于是2nan=n,Tn=1+2+3+…+n=
n(n+1)
2

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

An=2[(1-class="stub"1
2
)+(class="stub"1
2
-class="stub"1
3
)+…+(class="stub"1
n
-class="stub"1
n+1
)
=2(1-class="stub"1
n+1
)=class="stub"2n
n+1


class="stub"2
nan
=
2n+1
n2
,问题转化为比较
2n+1
n2
class="stub"2n
n+1
的大小,即
2n
n2
class="stub"n
n+1
的大小.
设f(n)=
2n
n2
,g(n)=class="stub"n
n+1

∵f(n+1)-f(n)=
2n[n(n-2)-1]
[n(n+1)]2
,当n≥3时,f(n+1)-f(n)>0,
∴当n≥3时f(n)单调递增,
∴当n≥4时,f(n)≥f(4)=1,而g(n)<1,∴当n≥4时f(n)>g(n),
经检验n=1,2,3时,仍有f(n)≥g(n),
因此,对任意正整数n,都有f(n)>g(n),
即An<class="stub"2
nan

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