题目内容

已知数列{an}满足:a1=
3
2
,且an=
3nan-1
2an-1+n-1
(n≥2,n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明:对于一切正整数n,不等式a1•a2•…an<2•n!
分析:(1)将条件变为:1-
n
an
=
1
3
(1-
n-1
an-1
)
,因此{1-
n
an
}为一个等比数列,由此能求出数列{an}的通项公式.
(2)a1•a2•an=
n!
(1-
1
3
)•(1-
1
32
)(1-
1
3n
)
,为证a1•a2•an<2•n!只要证n∈N*时有(1-
1
3
)•(1-
1
32
)(1-
1
3n
)
1
2
.再由数数归纳法进行证明.
解答:解:(1)将条件变为:1-
n
an
=
1
3
(1-
n-1
an-1
)
,因此{1-
n
an
}为一个等比数列,其首项为
1-
1
a1
=
1
3
,公比
1
3
,从而1-
n
an
=
1
3n

据此得an=
n•3n
3n-1
(n≥1)1°
(2)证:据1°得,a1•a2•an=
n!
(1-
1
3
)•(1-
1
32
)(1-
1
3n
)

为证a1•a2•an<2•n!
只要证n∈N*时有(1-
1
3
)•(1-
1
32
)(1-
1
3n
)
1
2

显然,左端每个因式都是正数,先证明,对每个n∈N*,有(1-
1
3
)•(1-
1
32
)(1-
1
3n
)
≥1-(
1
3
+
1
32
+…+
1
3n
)3°
用数学归纳法证明3°式:
(1)n=1时,3°式显然成立,
(2)设n=k时,3°式成立,
(1-
1
3
)•(1-
1
32
)(1-
1
3k
)
≥1-(
1
3
+
1
32
+…+
1
3k

则当n=k+1时,(1-
1
3
)•(1-
1
32
)•(1-
1
3k
)•(1-
1
3k+1
)
≥〔1-(
1
3
+
1
32
+…+
1
3k
)〕•(1-
1
3k+1

=1-(
1
3
+
1
32
+…+
1
3k
)-
1
3k+1
+
1
3k+1
1
3
+
1
32
+…+
1
3k
)≥
1-(
1
3
+
1
32
+…+
1
3k
+
1
3k+1
)即当n=k+1时,3°式也成立.
故对一切n∈N*,3°式都成立.
利用3°得,(1-
1
3
)•(1-
1
32
)(1-
1
3n
)
≥1-(
1
3
+
1
32
+…+
1
3n
)=1-
1
3
〔1-(
1
3
)n
1-
1
3

=1-
1
2
〔1-(
1
3
)n〕=
1
2
+
1
2
(
1
3
)n
1
2

故2°式成立,从而结论成立.
点评:本题考查数列的性质和综合应用,解题时要认真审题,注意挖掘题中的隐含条件.
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