如果一个数列的各项都是实数,且从第二项起,每一项与它的前一项的平方差是同一个常数,则称该数列为等方
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解决时间 2021-12-22 00:53
- 提问者网友:暮烟疏雨之际
- 2021-12-21 02:38
如果一个数列的各项都是实数,且从第二项起,每一项与它的前一项的平方差是同一个常数,则称该数列为等方差数列,这个常数叫这个数列的公方差.(Ⅰ)若数列{an}既是等方差数列,又是等差数列,求证:该数列是常数列;(Ⅱ)已知数列{an}是首项为2,公方差为2的等方差数列,数列{bn}的前n项和为Sn,且满足an2=2n+1bn.若不等式2n?Sn>m?2n?2an2对?n∈N*恒成立,求m的取值范围.
最佳答案
- 五星知识达人网友:行路难
- 2022-01-22 05:25
(Ⅰ)依题an+12?an2=an2?an?12
?(an+1-an)(an+1+an)=(an-an-1)(an+an-1)
又{an}为等差数列,设公差为d,
则?d(an+1+an?an?an?1)=0?2d2=0?d=0
故{an}是常数列.(4分)
(Ⅱ)由{an}是首项为2,公方差为2的等方差数列.
即{an2}为首项为4,公差为2的等差数列,
a 2
n
=4+2(n?1)=2n+2(6分)
由an2=2n+1bn得bn=
an2
2n+1 =
2n+2
2n+1 =
n+1
2n Sn=1+
3
22 +
4
23 +…+
n+1
2n ①
1
2 Sn=
2
22 +
3
23 +…+
n
2n +
n+1
2n+1 ②?
1
2 Sn=1+
1
22 +
1
23 +…+
1
2n ?
n+1
2n+1 =
1
2 +1?
1
2n ?
n+1
2n+1 =
3
2 ?
1
2n ?
n+1
2n+1
?Sn=3?
n+3
2n (10分)
不等式2n?Sn>m?2n?2an2即3?2n-(n+3)>m?2n-4n-4也即(m-3)?2n<3n+1,即m?3<
3n+1
2n 恒成立
由于n=1,2,3时,3n+1>2n;n=4时,3n+1<2n;
假设n=k(k≥4)时,3k+1<2k,
那么2k+1=2?2k>2(3k+1)=3(k+1)+1+(3k-2)>3(k+1)+1,
由归纳法原理知:n≥4时,3k+1<2k,
所以
3n+1
2n >0?m-3≤0,
故m的取值范围为m≤3(14分)
?(an+1-an)(an+1+an)=(an-an-1)(an+an-1)
又{an}为等差数列,设公差为d,
则?d(an+1+an?an?an?1)=0?2d2=0?d=0
故{an}是常数列.(4分)
(Ⅱ)由{an}是首项为2,公方差为2的等方差数列.
即{an2}为首项为4,公差为2的等差数列,
a 2
n
=4+2(n?1)=2n+2(6分)
由an2=2n+1bn得bn=
an2
2n+1 =
2n+2
2n+1 =
n+1
2n Sn=1+
3
22 +
4
23 +…+
n+1
2n ①
1
2 Sn=
2
22 +
3
23 +…+
n
2n +
n+1
2n+1 ②?
1
2 Sn=1+
1
22 +
1
23 +…+
1
2n ?
n+1
2n+1 =
1
2 +1?
1
2n ?
n+1
2n+1 =
3
2 ?
1
2n ?
n+1
2n+1
?Sn=3?
n+3
2n (10分)
不等式2n?Sn>m?2n?2an2即3?2n-(n+3)>m?2n-4n-4也即(m-3)?2n<3n+1,即m?3<
3n+1
2n 恒成立
由于n=1,2,3时,3n+1>2n;n=4时,3n+1<2n;
假设n=k(k≥4)时,3k+1<2k,
那么2k+1=2?2k>2(3k+1)=3(k+1)+1+(3k-2)>3(k+1)+1,
由归纳法原理知:n≥4时,3k+1<2k,
所以
3n+1
2n >0?m-3≤0,
故m的取值范围为m≤3(14分)
全部回答
- 1楼网友:往事隔山水
- 2022-01-22 05:40
(1)由题意:
bn^2-bn-1^2=8,
令cn=bn^2,则{cn}为等差数列,d=8,
所以c7=c1+d(7-1)=49,即b7=7.
(2)bn^2-bn-1^2=k,
(bn+bn-1)(bn-bn-1)=k,
若为等差数列,则bn-bn-1=d,又bn为非常数列,所以bn+bn-1不为常数,等式不恒成立,即不可能为等差数列。
若为等比数列,bn^2-bn-1^2=(b1*q^n-1)^2-(b1*q^n-2)^2=b1^2*q^2n-4(q^3-1)=k
因为q不为1,则q^2n-4不为常数,则q^3-1=0,q=-1,只要是公比为-1的等比数列即可。
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