题目内容
设数列的前项和为,已知,且
,
其中为常数.
(Ⅰ)求与的值;
(Ⅱ)证明:数列为等差数列;
(Ⅲ)证明:不等式对任何正整数都成立.
,
其中为常数.
(Ⅰ)求与的值;
(Ⅱ)证明:数列为等差数列;
(Ⅲ)证明:不等式对任何正整数都成立.
,.
解:(Ⅰ)由已知,得,,.
由,知
即
解得 ,.
(Ⅱ)方法1
由(Ⅰ),得 , ①
所以 . ②
②-①,得 , ③
所以 . ④
④-③,得 .
因为 ,
所以 .
又因为 ,
所以 ,
即 ,.
所以数列为等差数列.
方法2
由已知,得,
又,且,
所以数列是唯一确定的,因而数列是唯一确定的.
设,则数列为等差数列,前项和.
于是 ,
由唯一性得 ,即数列为等差数列.
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,.
要证 ,
只要证 .
因为 ,,
故只要证 ,
即只要证 .
因为
,
所以命题得证.
由,知
即
解得 ,.
(Ⅱ)方法1
由(Ⅰ),得 , ①
所以 . ②
②-①,得 , ③
所以 . ④
④-③,得 .
因为 ,
所以 .
又因为 ,
所以 ,
即 ,.
所以数列为等差数列.
方法2
由已知,得,
又,且,
所以数列是唯一确定的,因而数列是唯一确定的.
设,则数列为等差数列,前项和.
于是 ,
由唯一性得 ,即数列为等差数列.
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,.
要证 ,
只要证 .
因为 ,,
故只要证 ,
即只要证 .
因为
,
所以命题得证.
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