设数列{an}满足an=2an-1+1(n≥2),且a1=1,bn=log2(an+1)(1)证明:数列{an+1}为等比数列;(2)求
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解决时间 2021-04-05 23:28
- 提问者网友:低吟詩仙的傷
- 2021-04-05 02:29
设数列{an}满足an=2an-1+1(n≥2),且a1=1,bn=log2(an+1)(1)证明:数列{an+1}为等比数列;(2)求数列{1bnbn+2}的前n项和Sn.
最佳答案
- 五星知识达人网友:人间朝暮
- 2021-04-05 04:08
(1)证明:因为an=2an-1+1(n≥2),所以an+1=2(an-1+1)(n≥2),
所以数列{an+1}是公比为2的等比数列.
(2)因为数列{an+1}是首项为a1+1=2,公比为2的等比数列,
所以an+1=2?2n-1=2n,所以bn=log2(an+1)=n.
所以
1
bnbn+2 =
1
n(n+2) =
1
2 (
1
n ?
1
n+2 ).
所以Sn=
1
2 (1-
1
3 )+
1
2 (
1
2 -
1
4 )+
1
2 (
1
3 -
1
5 )+…+
1
2 (
1
n?1 -
1
n+1 )+
1
2 (
1
n -
1
n+2 )
=
1
2 (1+
1
2 -
1
n+1 -
1
n+2 )=
3n2+5n
4n2+12n+8 .
所以数列{an+1}是公比为2的等比数列.
(2)因为数列{an+1}是首项为a1+1=2,公比为2的等比数列,
所以an+1=2?2n-1=2n,所以bn=log2(an+1)=n.
所以
1
bnbn+2 =
1
n(n+2) =
1
2 (
1
n ?
1
n+2 ).
所以Sn=
1
2 (1-
1
3 )+
1
2 (
1
2 -
1
4 )+
1
2 (
1
3 -
1
5 )+…+
1
2 (
1
n?1 -
1
n+1 )+
1
2 (
1
n -
1
n+2 )
=
1
2 (1+
1
2 -
1
n+1 -
1
n+2 )=
3n2+5n
4n2+12n+8 .
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- 1楼网友:旧脸谱
- 2021-04-05 05:08
解答:(i)证明:∵正项数列{an}满足a1=1,an+1=an2+2an(n∈n+),
∴an+1+1=(an+1)2,
两边取对数可得:log2(an+1+1)=2log2(an+1).
∵bn=log2(an+1),
∴bn+1=2bn,b1=log2(a1+1)=1.
∴数列{bn}为等比数列.
(ii)解:由(i)可得bn=2n-1.
∴
1
log2bn+1log2bn+2 =
1
n(n+1) =
1
n -
1
n+1 .
∴数列{
1
log2bn+1?log2bn+2 }的前n项和tn=(1-
1
2 )+(
1
2 -
1
3 )+…+(
1
n -
1
n+1 )=1-
1
n+1 .
∵1-
1
n+1 <1,
假设存在实数a,使得不等式tn<a-
3
a -1对?n∈n*恒成立,则a-
3
a -1>1,化为
a2-2a-3
a >0,∴a(a-3)(a+1)>0,
解得-1<a<0或a>3.
∴存在实数a∈(-1,0)∪(3,+∞),使得不等式tn<a-
3
a -1对?n∈n*恒成立.
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