题目内容

【题目】在数列{an},{bn}中,a1=2,b1=4且an , bn , an+1成等差数列,bn , an+1 , bn+1成等比数列(n∈N*
(1)求a2 , a3 , a4及b2 , b3 , b4;由此归纳出{an},{bn}的通项公式,并证明你的结论.
(2)若cn=log2),Sn=c1+c2+…+cn , 试问是否存在正整数m,使Sm≥5,若存在,求最小的正整数m.

【答案】解:(1)由条件可得,2bn=an+an+1 , a2n+1=bnbn+1
则由a1=2,b1=4,可得,
a2=6,a3=12,a4=20;
b2=9,b3=16,b4=25;
猜想:an=n(n+1),bn=(n+1)2
证明如下:
①当n=1时,结论成立;
②假设当n=k时成立,即ak=k(k+1),bk=(k+1)2
则当n=k+1时,
ak+1=2bk﹣ak=2(k+1)2﹣k(k+1)=(k+2)(k+1),
bk+1=a2k+1÷bk=(k+2)2(k+1)2÷(k+1)2=(k+2)2
故an=n(n+1),bn=(n+1)2对一切正整数n都成立.
(2)∵cn=log2)=log2
∴Sn=c1+c2+…+cn=log2+log2+…+log2=log2(n+1),
则Sm≥5可化为log2(m+1)≥5,
则m≥31,
故存在正整数m,且最小的正整数m为31.
【解析】(1)由题意,2bn=an+an+1 , a2n+1=bnbn+1 , 从而写出a2 , a3 , a4及b2 , b3 , b4;利用数学归纳法证明通项公式;
(2)由题意,cn=log2)=log2 , 化简Sn=c1+c2+…+cn=log2+log2+…+log2=log2(n+1),从而求m.

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