题目内容
【题目】已知各项为正的数列满足: , ().
(1)求;
(2)证明: ();
(3)记数列的前项和为,求证: .
【答案】(1) ;(2)证明见解析;(3)证明见解析.
【解析】分析:(1)根据条件递推公式: , ,依次推导。(2)要证明,故应由条件得到,所以将条件两边减去2得,将右边通分,进而化为 由条件,可得。所以与异号。得到结论。(3)由(2)知与异号,要求数列的前项和为,故应找数列的间隔项的关系。由(2)知,利用此关系式将式子中的化成 ,并化简可得 ()。
要找数列的间隔项的关系,再变为 ()。应判断式子右边的范围。由可得 ()。进而得左边的范围 ()。所以与同号。先求数列前两项的范围, 。进而可得数列奇数项、偶数项的正负。即当时, ;当时, 。再分奇偶判断数列奇数、偶数项的范围及单调性。可得,结合条件可得。由(2)知,故先求右边的范围
,进而得。利用累乘法可得。再用等比数列求和公式可得。化简可得 。
详解:(1)
(2)
与异号
(3)由(2)知
()
()
所以 ()
()
()
与同号
又
当时,
当时,
①当且为偶数时
数列递增且各项都小于2
②当且为奇数时
数列递减且各项都大于2
由①②知,
由(2)知
又
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