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1、试题题目:已知数列{an}的前n项和为Sn,正数数列{bn}中b2=e,(e为自然对数的..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2016-03-04 07:30:00

试题原文

已知数列{an}的前n项和为Sn,正数数列{bn}中b2=e,(e为自然对数的底≈2.718)且?n∈N*总有2n-1是Sn与an的等差中项,
bn+1
bnbn+1
的等比中项.
(1)求证:?n∈N*anan+12n
(2)求证:?n∈N*
3
2
(an-1)<lnb1+lnb2+…+lnbn<3an-1

  试题来源:广东模拟   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:等差数列的定义及性质



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(1)证明:∵2n-1是Sn与an的等差中项,∴2n=Sn +an,∴Sn=2n-an,∴a1=s1=2-a1,∴a1=1.
由Sn=2n-an,可得 sn+1=2n+1-an+1,想减可得 an+1=sn+1-Sn=2n+1-2n-an+1+an
化简可得 2an+1=2n+an
变形可得 2n+1 an+1-2n an =4n,故数列{ 2n+1 an+1-2n an }构成等比数列,
故它的前n项和为 ( 2n+1 an+1-2n an )+(2nan-2n-1an-1)+…+(22a2-2a1)=4n+4n-1+…+4=
4
3
(4n-1)

即 an+1=
1
3
?2n+1+
1
3
?
1
2n
,故 an=
1
3
?2n+
1
3
?
1
2n-1

∴an+1-2n=
1
3
1
2n
-2n
)<0,an+1-an=(
1
3
?2n+1-
1
3
?
1
2n+1
)-(
1
3
?2n-
1
3
?
1
2n
)=
1
6
(2n+1-
1
2n-1
)>0,
anan+12n成立.
(2)证明:由(1)得
bn+1
bnbn+1
的等比中项,∴bn+1=bn (bn+1).再由b2=e,bn>0,∴b1=
-1+
1+4e
2

∵an=
1
3
?2n+
1
3
?
1
2n-1
3
2
(an-1)
=2n-1-
1
2n
-
3
2
≤2n-1-1,
3an -1=3(
1
3
?2n+
1
3
?
1
2n-1
)-1=2n+
1
2n-1
-1>2n-1.
要证
3
2
(an-1)<lnb1+lnb2+…+lnbn<3an-1
,只要证 2n-1-1<lnb1+lnb2+…+lnbn<2n-1即可.
bn+1
bnbn+1
的等比中项,等价于 bn+1=
b2n
+bn

∵4e>8,∴b1
-1+
9
2
=1,b1+1=
e
b1
<e.
∴lnb1>ln1=0=21-1-1,lnb1<ln(b1+1)<1=21-1,故当n=1时,所证的不等式成立.
当n≥2时,bn+1=
b2n
+bn
b2n
,∴lnbn+1>2lnbn
∴lnbn>2lnbn-1>…>2n-2lnb2=2n-2
∴lnb1+lnb2+…+lnbn>0+1+2+…+2n-2=2n-1-1≥
3
2
(an-1)

再由 ln(bn+1+1)=ln(
b2n
+bn
+1)<ln(
b2n
+bn
+1+bn)=ln(bn+1)2=2ln(bn+1)  可得
 ln(bn+1)<2ln(bn-1+1)<22ln(bn-2+1)<…<2n-1 ln(b1+1)<2n-1
∴lnb1+lnb2+…+lnbn<ln(b1+1)+ln(b2+1)+…+ln(bn+1)<1+2+22+…+2n-1=2n-1<3an -1.
综上所述,总有
3
2
(an-1)<lnb1+lnb2+…+lnbn<3an-1
成立.
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“已知数列{an}的前n项和为Sn,正数数列{bn}中b2=e,(e为自然对数的..”的主要目的是检查您对于考点“高中等差数列的定义及性质”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中等差数列的定义及性质”。


4、其他试题:看看身边同学们查询过的数学试题:

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