题目内容
已知递增等差数列
满足:
,且
成等比数列.
(1)求数列
的通项公式
;
(2)若不等式
对任意
恒成立,试猜想出实数
的最小值,并证明.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857339457.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857370370.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857385489.png)
(1)求数列
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857339457.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857448348.png)
(2)若不等式
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138575101505.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857526527.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857557337.png)
(1)
. (2)
的最小值为
.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857573718.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857557337.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857651449.png)
本试题主要考查了数列的通项公式的运用以及数列求和的运用。第一问中,利用设数列
公差为
,
由题意可知
,即
,解得d,得到通项公式,第二问中,不等式等价于
,利用当
时,
;当
时,
;而
,所以猜想,
的最小值为
然后加以证明即可。
解:(1)设数列
公差为
,由题意可知
,即
,
解得
或
(舍去). …………3分
所以,
. …………6分
(2)不等式等价于
,
当
时,
;当
时,
;
而
,所以猜想,
的最小值为
. …………8分
下证不等式
对任意
恒成立.
方法一:数学归纳法.
当
时,
,成立.
假设当
时,不等式
成立,
当
时,
, …………10分
只要证
,只要证
,
只要证
,只要证
,
只要证
,显然成立.所以,对任意
,不等式
恒成立.…14分
方法二:单调性证明.
要证![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138584461318.png)
只要证
,
设数列
的通项公式
, …………10分
, …………12分
所以对
,都有
,可知数列
为单调递减数列.
而
,所以
恒成立,
故
的最小值为
.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857339457.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857713564.png)
由题意可知
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857729527.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857744735.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138577751240.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857807357.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857822638.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857838417.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857869701.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857885747.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857557337.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857651449.png)
解:(1)设数列
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857339457.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857713564.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857729527.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857744735.png)
解得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858228381.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858243413.png)
所以,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857573718.png)
(2)不等式等价于
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138577751240.png)
当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857807357.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857822638.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857838417.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857869701.png)
而
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857885747.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857557337.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857651449.png)
下证不等式
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138584461318.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857526527.png)
方法一:数学归纳法.
当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857807357.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858540764.png)
假设当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858555412.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138585871319.png)
当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858633466.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138586491767.png)
只要证
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138586651259.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858696948.png)
只要证
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858711742.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858727776.png)
只要证
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858743406.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857526527.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138584461318.png)
方法二:单调性证明.
要证
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138584461318.png)
只要证
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138589301298.png)
设数列
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858961476.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138589771227.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232138590082894.png)
所以对
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213859023594.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213859039508.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213858961476.png)
而
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213859070586.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213859086651.png)
故
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857557337.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823213857651449.png)
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