题目内容
【题目】已知数列{bn}是等差数列,b1=1,b1+b2+…+b10=100.
(1)求数列{bn}的通项bn;
(2)设数列{an}的通项an=loga(1+
),a>0,且a≠1,记Sn是数列{an}的前n项的和.试比较Sn与
logabn+1的大小,并证明你的结论.
【答案】
(1)解:设数列{bn}的公差为d,由题意得:b1=1,
10b1+
=100.
解得
,
∴bn=1+2(n1﹣)=2n﹣1.
(2)解:an=loga(1+
)=
=
,a>0,且a≠1,
Sn=loga(1+1)+
+…+ ![]()
=
.
logabn+1=
=
.
可先比较(1+1)(1+
)…(1+
)与
的大小.
取n=1,有(1+1)>
;
取n=2,有(1+1)(1+
)>
.
由此推测:(1+1)(1+
)…(1+
)>
…①
下面用数学归纳法证明①式:
(i)当n=1时,已验证①式成立.
(ii)假设当n=k (k≥1)时,①式成立,即
(1+1)(1+
)…(1+
)>
,
那么,当n=k+1时,(1+1)(1+
)…(1+
)(1+
)
>
(1+
)=
(2k+2)
∵[
(2k+2)]2﹣[
]2
=
=
>0,
∴
(2k+2)>
= ![]()
因而 (1+1)(1+
)…(1+
)(1+
)>
.
这就是说①式,当n=k+1时也成立.
由(i),(ii)知,①式对任何正整数n都成立.
利用函数y=logax的单调性,得结论:
当a>1时,Sn>
logabn+1;
当0<a<1时,Sn<
logabn+1.
或利用
=
>
,证明
…
>
,即可证明.
【解析】(1)利用等差数列的通项公式及其前n项和公式即可得出;(2)an=loga(1+
)=
=
,a>0,且a≠1,Sn=
.
logabn+1=
.可先比较(1+1)(1+
)…(1+
)与
的大小.猜想:(1+1)(1+
)…(1+
)>
,利用数学归纳法证明即可得出.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用等差数列的通项公式(及其变式)和数列的前n项和的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握通项公式:
或
;数列{an}的前n项和sn与通项an的关系
.