放缩法试题(2)

2019-01-18 18:35

①当n?1,a1?3?1?2,不等式成立. 分

②假设当n?k时不等式成立,即ak?k?2,那么

ak?1?ak(ak?k)?1?(k?2)(k?2?k)?1?k?3,

………………6

也就是说,当n?k?1时ak?1?(k?1)?2. 根据①和②,对于所有n?1,有an?n?2.

……………10分

(ii)由an?1?an(an?n)?1及(i),对k?2,有ak?ak?1(ak?1?k?1)?1

?ak?1(k?1?2?k?1)?1?2ak?1?1,?? ?ak?2k?1a1?2k?2???2?1?2k?1(a1?1)?1.

……………12分

于是

11?ak?11?a1?12k?1,k?2.

n?1?ak?11?k11?a1?11?a1n?k?212k?1?11?a1n?k?112k?1?21?a1?21?3?12.……14分

6.(本小题满分14分)(2003江苏卷)

设a?0,如图,已知直线l:y?ax及曲线C:y?x2,C上的点Q1的横坐标为a1 (0?a1?a).从C上的点Qn(n≥1)作直线平行于x轴,交直线l于点Pn?1,再从点

Pn?1作直线平行于y轴,交曲线C于点Qn+1.Q(2,3,…)的横坐标构成数列?an?. nn=1,

(Ⅰ)试求an?1与an的关系,并求?an?的通项公式;

y (Ⅱ)当a?1,a1?12nc r2 r1 Q1 O Q3 Q2 l 时,证明?(ak?ak?1)ak?2?k?1n132; (Ⅲ)当a=1时,证明?(ak?ak?1)ak?2?k?1131a.

1a2a1a2a3x (Ⅰ)解:∵Qn(an?1,an),Pn?1(∴an?1?21a1a?an,an),Qn?1(?a2n?122?an,2an).

41a?a, ∴an?2n1111?22222?(?an?2)?()an?2 aaa211?2111?2?222322?()(?an?3)?()an?2??

aaan?2n?1n?1an?1an?111n?1?()1?2???2a12?()2?1a12?a(1)2, ∴an?a(1)2.

aaaa (Ⅱ)证明:由a=1知an?1?an, ∵a1?∵当k?1时,ak?2?a3?∴

n212, ∴a2?1,a3?1.

416116n.

?ak?1)?116(a1?an?1)?n?1?(ak?1k?ak?1)ak?2??(a16k?11k1 .32 (Ⅲ)证明:由(Ⅰ)知,当a=1时,an?annk?1k21,

2?1n因此?(a?a)a?kk?1k?2k?1?(ak?121?a21)a21k?1??i?1(a1?a1)a1ii?12i?2

2?1n ?(1?a1)a

21?i?1a3i1?(1?a1)a?21a1331 =

a15211?a1?a1?a?1 .37.(本小题满分14分)(2004全国卷3)

已知数列{an}的前n项和Sn满足:Sn=2an +(-1)n,n≥1.

⑴写出求数列{an}的前3项a1,a2,a3; ⑵求数列{an}的通项公式; ⑶证明:对任意的整数m>4,有

1a4?1a5???1am?78.

解:⑴当n=1时,有:S1=a1=2a1+(-1)? a1=1;

当n=2时,有:S2=a1+a2=2a2+(-1)2?a2=0;

3

当n=3时,有:S3=a1+a2+a3=2a3+(-1)?a3=2;综上可知a1=1,a2=0,a3=2;

nn?1⑵由已知得:an?Sn?Sn?1?2an?(?1)?2an?1?(?1) n?1化简得:an?2an?1?2(?1)可化为:an?23(?1)?2[an?1?n23(?1)n?1]

故数列{an?故an?2323n(?1)}是以a1?132n?1n23(?1)为首项, 公比为2的等比数列. 13?2n?11(?1)? ∴an?23[2?23n(?1)?n23[2n?2?(?1)]

n数列{an}的通项公式为:an?⑶由已知得:

1a4?1a5???1amn?2?(?1)].

?322?1[12?12?13???12m?2?(?1)m]

???12[1?13?15?110?120??]

3111111[???????m?2] m2391533632?(?1)12[1?13?15?111?121??]114?[?52313151(1?1?121m?5)]?14221[???m?5] 235522??1m?5131041057?()????. 52151201208故

1a4?1a5???1am?78( m>4).

8.(本小题满分14分)(2005湖北卷) log已知不等式n12?13???1n?12[log2n],其中n为大于2的整数,[log2n]表示不超过

2的最大整数.

nan?1n?an?1设数列{an}的各项为正,且满足

a1?b(b?0),an?,n?2,3,4,?

(Ⅰ)证明an?2b2?b[log2n],n?3,4,5,?

(Ⅱ)猜测数列{an}是否有极限?如果有,写出极限的值(不必证明); (Ⅲ)试确定一个正整数N,使得当n?N时,对任意b>0,都有an?9.(本小题满分12分)(2005重庆卷)

数列{an}满足a1?1且an?1?(1?1n?n215.

)an?12n(n?1).

(Ⅰ)用数学归纳法证明:an?2(n?2);

2(Ⅱ)已知不等式ln(1?x)?x对x?0成立,证明:an?e(n?1),其中无理数

e=2.71828…. (Ⅱ)证法一:

由递推公式及(Ⅰ)的结论有 an?1?(1?1n?n2)an?12n?(1?1n?n2?12n)an.(n?1)

两边取对数并利用已知不等式得 lnan?1?ln(1?1n?n2?12n)?lnan

?lnan?1n?n2?12n. 故lnan?1?lnan?1n(n?1)?12n (n?1).

上式从1到n?1求和可得 lnan?lna1?11?2?12?3???1(n?1)n1??1??112?122???12n?1

?1?12?(12?13)???1n?1?1n?12n2?1?1?1?1?2.

n1n22即lnan?2,故an?e2(Ⅱ)证法二:

(n?1).

由数学归纳法易证2n?n(n?1)对n?2成立,故

1n?n2an?1?(1?)an?12n?(1?1n(n?1)an?1n(n?1)(n?2).

令bn?an?1(n?2),则bn?1?(1?1n(n?1))bn(n?2).

取对数并利用已知不等式得 lnbn?1?ln(1?1n(n?1)1n(n?1))?lnbn

?lnbn?(n?2).

上式从2到n求和得 lnbn?1?lnb2?1212131n?11n11?2?12?3???1n(n?1)

?1????????1.

(n?2).

1?ln3?3e因b2?a2?1?3.故lnbn?1?1?ln3,bn?1?e2222故an?1?3e?1?e,n?2,又显然a1?e,a2?e,故an?e对一切n?1成立.

10.(本小题满分14分)(2006福建卷)

已知数列{an}满足a1=1,an?1=2an+1(n∈N?) (Ⅰ)求数列{an}的通项公式;

(Ⅱ)若数列{bn}满足4k1-14k2-1…4k-1=(an+1)km(n∈N*),证明:{bn}是等差数列;

(Ⅲ)证明:

n2?13<a1a2?a2a3???anan?1<n2(n∈N).

*

(I)解:∵an+1=2 an+1(n∈N),

∴an+1+1=2(an+1),

∴| an+1| 是以a1+1=2为首项,2为公比的等比数列。 ∴an+1=2n,

既an=2n-1(n∈N)。

(II)证法一:∵4b1-14 b2-2…4 bn-1=(a+1)bn,

∵4k1+k2+…+kn =2nk,

∴2[(b1+b2+…+bn)-n]=nb, ① 2[(b1+b2+…+bn+1)-(n+1)]=(n+1)bn+1 ② ②-①,得2(bn+1-1)=(n+1)bn+1-nb,

即 (n-1)bn+1-nbn+2=0. ③ nbn+2=(n+1)bn+1+2=0. ④ ④-③,得nbn+2-2nbn+1-nbn=0, 即 bn+2-2bn+1+b=0, ∴bn-2-bn+1=bn(n∈N*), ∴{bn}是等差数列. 证法二:同证法一,得

(n-1)bn+1=nbn+2=0 令n=1,得b1=2.

设b2=2+d(d∈R),,下面用数学归纳法证明 bn=2+(n-1)d. (1)当n=1,得b1=2.

(2)假设当n=k(k≥2)时,b1=2+(k-1)d,那么 bk+1=

kk?1b?2k?1?kk?1(2?(k?1)d)?2k?1?2?((k?1)?1)d.

这就是说,当n=k+1时,等式也成立.

*

根据(1)和(2),可知bn=2(n-1)d对任何n∈N都成立. ∵bn+1-bn=d, ∴{bn}是等差数列. (3)证明:∵

akak?1?2?12k?1k?1?2?12(2?kk12<)12,k?1,2,...,n,

a1a2ak?a2a3????anan?1?12<n2.

2?12k?1kak?1?1?12(2k?1?1)?12?13·2?2?2kk≥

12?13(

12k),k=1,2,…,n,

11.(本小题满分14分)(2006天津卷)

{yn}满足x1?x2?1,y1?y2?2,并且 已知数列{xn}、


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