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已知数列{an}的前n项和为Sn.且.其中a1=1.an≠0.(Ⅰ)求a2.a3,(Ⅱ)求数列{an}的通项公式,(Ⅲ)设数列{bn}满足.Tn为{bn}的前n项和.试比较Tn与的大小.并说明理由.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 15:35:26分类:高中数学题库

已知数列{an}的前n项和为Sn,且数学公式,其中a1=1,an≠0.
(Ⅰ)求a2,a3;
(Ⅱ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅲ)设数列{bn}满足数学公式,Tn为{bn}的前n项和,试比较Tn与数学公式的大小,并说明理由.在线课程解:(Ⅰ)∵,其中a1=1,an≠0.
∴,
.
(Ⅱ)由已知可知,故.
∵an+1≠0,∴an+2-an=2(n∈N*).
于是 数列{a2m-1}是以a1=1为首项,2为公差的等差数列,∴a2m-1=1+2(m-1)=2m-1,
数列{a2m}是以a2=2为首项,2为公差的等差数列,∴a2m=2+2(m-1)=2m,
∴an=n(n∈N*).
(Ⅲ)可知.下面给出证明:
要比较Tn与的大小,只需比较2Tn与log2(2an+1)的大小.
由,得,,
故.
从而 .
=
因此2Tn-log2(2an+1)=-log2(2n+1)
=
=.
设,
则,
故=,
又f(n)>0,∴f(n+1)>f(n).
所以对于任意 n∈N*都有,
从而2Tn-log2(2an+1)=log2f(n)>0.
所以.
即 .
分析:(I)利用,其中a1=1,an≠0,令n分别取1,2即可得出;
(II)由已知可知,可得.由于an+1≠0,转化为一个分奇数项和偶数项分别成等差数列:an+2-an=2
(n∈N*). 即可得出通项an.
(III) 要比较Tn与的大小,只需比较2Tn与log2(2an+1)的大小.利用(II)和已知条件即可得出2Tn,令f(n)=2Tn-log2(2an+1),比较f(n+1)与f(n)的大小即可得出结论.
点评:本题考查了数列的通项an与Sn之间的关系,分类讨论的思想方法,等差数列的通项公式,对数的运算性质,作差法和作商比较两个数的大小等知识与方法,熟练掌握它们是解题的关键.本题需要较强的计算能力和转化能力.

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