• 设Sn是数列{an}的前n项和,对任意n∈N*Sn=qan+1(q>0,q≠1),m,k∈N*,且m≠k(1)求数列{an}的通项公式an(2)试比较Sm+k与12(S2m+S2k)的大小(3)当q>1时,试比较2Sm+k与1S2m+1S2k的大小.试题及答案-解答题-云返教育

    • 试题详情

      设Sn是数列{an}的前n项和,对任意n∈N*Sn=qan+1(q>0,q≠1),m,k∈N*,且m≠k
      (1)求数列{a
      n}的通项公式an
      (2)试比较S
      m+k
      1
      2
      (S2m+S2k)的大小
      (3)当q>1时,试比较
      2
      Sm+k
      1
      S2m
      +
      1
      S2k
      的大小.

      试题解答


      见解析
      解:(1)当n=1时,a1=S1=qa1+1,
      ∵q≠1,∴
      a1=
      1
      1-q
      (1分)
      an+1=Sn+1-Sn=qan+1-qan?an+1=
      q
      q-1
      an(3分)
      ∴数列{a
      n}是以首项为
      1
      1-q
      ,公比为
      q
      q-1
      的等比数列,
      an=
      1
      1-q
      (
      q
      q-1
      )n-1.(4分)
      (2)由(1)得
      Sn=qan+1=1-(
      q
      q-1
      )n(5分)
      q
      q-1
      =t,
      Sm+k-
      1
      2
      (S2m+S2k)=(1-tm+k)-
      1
      2
      [(1-t2m)+(1-t2k)](7分)
      =
      1
      2
      [(t2m+2k)-2tm+k]=
      1
      2
      (tm-tk)2>0
      Sm+k
      1
      2
      (S2m+S2k)(9分)
      (3)当q>1时,t=
      q
      q-1
      >1,
      ∵m≠k,∴t
      2m≠t2k,1-t2m<0,
      1-t
      2k<0,1-tm+k<0
      ∴-(
      1
      S2m
      +
      1
      S2k
      )=(-
      1
      S2m
      )+(-
      1
      S2k
      )>2
      (-
      1
      S2m
      )(-
      1
      S2k
      )

      =2
      1
      (t2m-1)(t2k-1)
      (11分)
      ∵0<(t
      2m-1)(t2k-1)=t2m+2k-(t2m+t2k)+1<t2m+2k-2
      t2m?t2k
      +1
      =(1-t
      m+k2
      1
      (t2m-1)(t2k-1)
      1
      (1-tm+k)2
      (13分)
      ∴-(
      1
      S2m
      +
      1
      S2k
      )>2
      1
      (1-tm+k)2
      =
      2
      tm+k-1
      =-
      2
      Sm+k

      2
      Sm+k
      1
      S2m
      +
      1
      S2k
      (14分)

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