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设Sn是正项数列{an的前n项和.且.(1)求数列{an}的通项公式,(2)是否存在等比数列{bn}.使 a1b1+a2b2+L+anbn=•2n+1+2 对一切正整数n都成立?并证明你的

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 14:59:33分类:高中数学题库

设Sn是正项数列{an的前n项和,且数学公式.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)是否存在等比数列{bn},使 a1b1+a2b2+L+anbn=(2n-1)•2n+1+2 对一切正整数n都成立?并证明你的结论.
(3)设数学公式,且数列{Cn}的前n项和为Tn,试比较与数学公式的大小.在线课程解:(1)由Sn=+an- 得Sn+1=,
相减并整理得 (an+1+an)(an+1-an-2)=0
又由于an+1+an>0,则an+1=an+2,故{an}是等差数列.
∵+a12-,所以a1=3
故an=2n+1 …4分
(2)当n=1,2时,a1b1=22(2×1-1)+2=6,
a1b1+a2b2=23(2×2-1)+2=26,可解得b1=2,b2=4,猜想bn=2n,使a1b1+a2b2+…
+anbn=2n+1(2n-1)+2成立.
证明:3•2+5•22+7•23+…+(2n+1)2n=2n+1(2n-1)+2恒成立.
令S=3•2+5•22+7•23+…+(2n+1)2n ①
2S=3•22+5•23+7•24+…+(2n+1)2n+1 ②
②-①得:S=(2n+1)2n+1-2•2n+1+2=(2n-1)2n+1+2,
故存在等比数列{bn}符合题意…8分
(3)Cn=<=()
则Tn=c1+c2+…+cn(+…+)=(-)<
故…12分
分析:(1)本题已知数列前n项和的表达式,求通项通常用an=Sn-Sn-1,求通项,再验证n=1时,是否适合所求的通式,若符合就写成统一式,否则,写成分段的形式;
(2)假设存在这样的等比数列{bn},使 a1b1+a2b2+…+anbn=(2n-1)•2n+1+2 对一切正整数n都成立,故可先研究前两项,找出规律,提出猜想,再进行证明得出结论;
(3)由(1),将an=2n+1代入,求出Cn的表达式,再所其形式求出列{Cn}的前n项和为Tn,由和的形式与的比较即可得到它们的大小关系.
点评:本题考查数列与不等式的综合,考查了数列递推式的应用,错位相减法求和的技巧放缩法证明不等式,解题的关键是熟练掌握错位相减法的技巧,放缩法的技巧,本题中第二问先研究前两项得出规律,提出猜想,再进行证明是研究规律不明显的问题时常用的思路,第三问中用到了放大的技巧,要注意不要放得过大,放缩法证明不等式技巧性很强,需要有有较高的观察能力与判断能力,既要放,又不能放得过了头,谨记