數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),Sn為其前n項(xiàng)和,對(duì)于任意n∈N*,總有2Sn=
a
2
n
+an

(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ) 設(shè)正數(shù)數(shù)列{cn}滿足an+1=(cn)n+1,(n∈N*),求數(shù)列{cn}中的最大項(xiàng);
(Ⅲ) 求證:Tn=
1
a
4
1
+
1
a
4
2
+
1
a
4
3
+…+
1
a
4
n
11
10
分析:(Ⅰ)利用an=
S1,當(dāng)n=1時(shí)
Sn-Sn-1,當(dāng)n≥2時(shí)
即可得出;
(Ⅱ)解法一:通過構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性即可得出;
解法二:先計(jì)算前幾項(xiàng),猜想出結(jié)論,利用數(shù)學(xué)歸納法即可證明;
(Ⅲ))解法一:當(dāng)n≥4時(shí),可證:n4>16n(n-1),再利用裂項(xiàng)求和即可證明;
解法二:n≥2時(shí),
1
n4
1
n2(n-1)2
=
1
2n-1
[
1
(n-1)2
-
1
n2
]
,再利用裂項(xiàng)求和即可證明.
解答:解:(Ⅰ)由已知:對(duì)于n∈N*,總有2Sn=an+an2①成立
2Sn-1=an-1+
a
2
n-1
(n≥2)

①-②得2an=an+an2-an-1-an-12
∴an+an-1=(an+an-1)(an-an-1)∵an,an-1均為正數(shù),∴an-an-1=1(n≥2),
∴數(shù)列{an}是公差為1的等差數(shù)列,又n=1時(shí),2S1=a1+a12,解得a1=1.
∴an=n.
(Ⅱ)解法一:由已知cn>0,a2=c12=2⇒c1=
2
,
a3=
c
3
2
=3
c2=
33
,同理,c4=
2
,c5=
55

易得 c1<c2,c2>c3>c4>…猜想n≥2時(shí),{cn}是遞減數(shù)列.
f(x)=
lnx
x
,則f′(x)=
1
x
•x-lnx
x2
=
1-lnx
x2

∵當(dāng)x≥3時(shí),lnx>1,則1-lnx<0,即f'(x)<0.
∴在[3,+∞)內(nèi)f(x)為單調(diào)遞減函數(shù).
an+1=cnn+1知lncn=
ln(n+1)
n+1

∴n≥2時(shí),{lncn}是遞減數(shù)列.即{cn}是遞減數(shù)列.
又c1<c2,∴數(shù)列{cn}中的最大項(xiàng)為c2=
33

解法二:猜測(cè)數(shù)列{cn}中的最大項(xiàng)為c2=
33
.c1<c2>c3易直接驗(yàn)證;
以下用數(shù)學(xué)歸納法證明n≥3時(shí),nn+1>(n+1)n
(1)當(dāng)n=3時(shí),nn+1=81>64=(n+1)n,所以n=3時(shí)不等式成立;
(2)假設(shè)n=k(k≥3)時(shí)不等式成立,即kk+1>(k+1)k,即(
k+1
k
)k<k

當(dāng)n=k+1時(shí),(
k+2
k+1
)k+1=(
k+2
k+1
)(
k+2
k+1
)k<(
k+2
k+1
)(
k+1
k
)k<(
k+2
k+1
)k<k+1
,
所以(k+1)k+2>(k+2)k+1,即n=k+1時(shí)不等式成立.
由(1)(2)知nn+1>(n+1)n對(duì)一切不小于3的正整數(shù)都成立.
(3)解法一:當(dāng)n≥4時(shí),由基本不等式的性質(zhì)可得n3+16≥2
16n3
=8n
n
≥16n
,
當(dāng)n=2
32
時(shí),取前一個(gè)等號(hào),顯然取不到,因此:n3+16>16n,∴n4>16n(n-1).
Tn<1+
1
16
+
1
81
+
1
16
[
1
3•4
+
1
4•5
+…+
1
n(n-1)
]
=1+
1
16
+
1
81
+
1
16
(
1
3
-
1
n
)<
11
10

解法二:n≥2時(shí),
1
n4
1
n2(n-1)2
=
1
2n-1
[
1
(n-1)2
-
1
n2
]
,
Tn<1+
1
16
+
1
81
+
1
7
(
1
32
-
1
42
)+
1
9
(
1
42
-
1
52
)+…+
1
2n-1
[
1
(n-1)2
-
1
n2
]
<1+
1
16
+
1
81
+
1
7
[(
1
32
-
1
42
)+(
1
42
-
1
52
)+…
1
(n-1)2
-
1
n2
]
<1+
1
16
+
1
81
+
1
63
11
10
點(diǎn)評(píng):熟練掌握利用an=
S1,當(dāng)n=1時(shí)
Sn-Sn-1,當(dāng)n≥2時(shí)
求通項(xiàng)、通過構(gòu)造函數(shù)并利用函數(shù)的單調(diào)性證明不等式、數(shù)學(xué)歸納法、適當(dāng)放縮、裂項(xiàng)求和是解題的關(guān)鍵.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),Sn為其前n項(xiàng)和,對(duì)于任意n∈N*,總有2Sn=an2+an
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)正數(shù)數(shù)列{cn}滿足an+1=(cnn+1,(n∈N*),求數(shù)列{cn}中的最大項(xiàng);

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),它的前n項(xiàng)和為Sn(n∈N*),已知點(diǎn)(an,4Sn)在函數(shù)f (x)=x2+2x+1的圖象上.
(1)證明{an}是等差數(shù)列,并求an
(2)設(shè)m、k、p∈N*,m+p=2k,求證:
1
Sm
+
1
Sp
2
Sk

(3)對(duì)于(2)中的命題,對(duì)一般的各項(xiàng)均為正數(shù)的等差數(shù)列還成立嗎?如果成立,請(qǐng)證明你的結(jié)論,如果不成立,請(qǐng)說明理由.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),Sn為其前n項(xiàng)和,對(duì)于任意n∈N*,總有an、Sn、(an2成等差數(shù)列.
(I)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(II)設(shè)bn=an(
1
2
)n
,數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和是Tn,求證:
1
2
Tn<2

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則下列命題:
(1)若數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,則數(shù)列{Sn}也是遞增數(shù)列;
(2)數(shù)列{Sn}是遞增數(shù)列的充要條件是數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù);
(3)若{an}是等差數(shù)列(公差d≠0),則S1•S2…Sk=0的充要條件是a1•a2…ak=0.
(4)若{an}是等比數(shù)列,則S1•S2…Sk=0(k≥2,k∈N)的充要條件是an+an+1=0.
其中,正確命題的個(gè)數(shù)是(  )

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

(2012•奉賢區(qū)二模)數(shù)列{an} 的各項(xiàng)均為正數(shù),a1=p,p>0,k∈N*,an+an+k=f(p,k)•pn
(1)當(dāng)k=1,f(p,k)=p+k,p=5時(shí),求a2,a3;
(2)若數(shù)列{an}成等比數(shù)列,請(qǐng)寫出f(p,k)滿足的一個(gè)條件,并寫出相應(yīng)的通項(xiàng)公式(不必證明);
(3)當(dāng)k=1,f(p,k)=p+k時(shí),設(shè)Tn=a1+2a2+3a3+…+2an+an+1,求Tn

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