题目内容

【题目】已知数列{an}中,a1=3,a2=5,其前n项和为Sn满足Sn+Sn2=2Sn1+2n1(n≥3,n∈N*)
(1)试求数列{an}的通项公式
(2)令bn= ,Tn是数列{bn}的前n项和.证明:对任意给定的m∈(0, ),均存在n0∈N*,使得当n≥n0时,Tn>m恒成立.

【答案】
(1)解:由Sn+Sn2=2Sn1+2n1(n≥3,n∈N*),整理得:Sn﹣Sn1=Sn1﹣Sn2+2n1

∴an=an1=2n1,即an﹣an1=2n1,n≥3,

∵a2﹣a1=2,

a3﹣a2=4,

a4﹣a3=23

an﹣an1=2n1

将上式累加整理得:an﹣a1=2+4+23+…+2n1

∴an= +3=2n+1,

数列{an}的通项公式an=2n+1;


(2)证明: bn= = = ),

∴数列{bn}的前n项和Tn=b1+b2+b3+…+bn

= [( )+( )+…+( )],

= ),

Tn+1﹣Tn= >0,

∴Tn随着n的增大而增大,

若Tn>m,则 )>m,化简整理得:

∵m∈(0, ),

∴1﹣6m>0,

∴2n+1 ﹣1,

n>log2 ﹣1)﹣1,

当log2 ﹣1)﹣1<1时,即0<m< ,取n0=1,

当log2 ﹣1)﹣1≥1时,解得: ≤m< ,记log2 ﹣1)﹣1的整数部分为p,

取n0=p+1即可,

综上可知,对任意m∈(0, ),均存在n0∈N*,使得当n≥n0时,Tn>m恒成立


【解析】(1)由题意可知Sn﹣Sn1=Sn1﹣Sn2+2n1 , 即an﹣an1=2n1 , n≥3,采用“累加法”即可求得数列{an}的通项公式;(2)由(1)可知,bn= = = ),采用“裂项法”即可求得数列{bn}的前n项和Tn , 由函数的单调性可知,Tn随着n的增大而增大,分离参数n>log2 ﹣1)﹣1,分类log2 ﹣1)﹣1<1及log2 ﹣1)﹣1≥1时,求得m的取值范围,求得n0的值,即可证明存在n0∈N*,使得当n≥n0时,Tn>m恒成立.
【考点精析】本题主要考查了数列的前n项和和数列的通项公式的相关知识点,需要掌握数列{an}的前n项和sn与通项an的关系;如果数列an的第n项与n之间的关系可以用一个公式表示,那么这个公式就叫这个数列的通项公式才能正确解答此题.

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