Question

（本小题满分14分）
已知：有穷数列{a_n}共有2k项（整数k≥2 ）,a₁="2" ,设该数列的前n项和为 S_n且满足S_n+1=aS_n+2（n=1,2,…,2k-1）,a＞1．
（1）求{a_n}的通项公式;
（2）设b_n=log₂a_n，求{b_n}的前n项和T_n;
（3）设c_n=，若a=2，求满足不等式 + +…++≥时k的最小值．

Answer 1

（1）a_n=2·a^n-1（n=1,2…，2k）；（2）T_n=n+（a＞1,n=1,2，…，2k）（3）k≥6或k≤

（1）由S_n+1=aS_n+2（n=1,2，…，2k-1）       （1）
S_n=aS_n-1+2（n=2,3,…，k） （2）……………………………2分
（1）-（2）得a_n+1=a·a_n（n=2,3，…，2k-1）
由（1）式S₂=aS₁+2，a₁+a₂=aS₁+2……………………………………………………3分
解得a₂=2a，因为
所以{a_n}是以2为首项，a为公比的等比数列，a_n=2·a^n-1（n=1,2…，2k）…………4分
（2）∵b_n-b_n-1=log₂a_n-log₂a_n-1=log₂a_n-1log₂=log₂a    （n=2,3…，2k）
∴{b_n}是以b₁=1为首项，以log₂a（a＞1）为公差的等差数列………………………6分
∴T_n===n+（a＞1,n=1,2，…，2k）……………8分
（3）c_n==1+=1+（n=1，2，…，2k）……………………………10分
当c_n≤时， n≤k+，n为正整数,知n≤k时，c_n<
当n≥k+1时，c_n＞……………………………………………………………………11分

=（-c₁）+（-c₂）+…+（-c_k）+（c_k+1-）+…+（c_2k-）
=（c_k+1+c_k+2+…+c_2k）-（c₁+c₂+…+c_k）
={［k+（k+1）+…+（2k-1）］+2k}-{［1+2+…+（k-1）］+k}
=［-］
=≥
即11k²-72k+36≥0,（11k-6）（k-6）≥0解得k≥6或k≤
所以满足条件的k的最小值为6…………………………14分