题目内容
已知数列{an}中,a1=2,Sn为其前n项和,且2an,(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设
Tn=P,试比较
与2n的大小,并证明你的结论.
解:(1)依题意,得2·
=2an+nan,即3Sn=(2+n)an(n∈N*), ?
∴3Sn-1=(1+n)an-1(n≥2),以上两式相减,得?
3(Sn-Sn-1)=(2+n)an-(1+n)an-1,整理得3an=(2+n)an-(1+n)an-1,?
∴
=
. ?
由此得an=a1·
·
·
·…·
·
?
=a1·
·
·
·…·
·
·
?
=a1·
.?
又a1=2,∴an=n(n+1)(n∈N*). ?
(2)Tn=b1+b2+…+bn=
+
+…+
?
=1-
+
-
+…+
-
?
=1-
=
, ?
∴
Tn=![]()
=1,即p=1,则?
=
=n(n+1).?
∴
=an. ?
当n=1时,a1=1(1+1)=2,∴a1=21;?
当n=2,3,4时,则a2=2(2+1)=6,∴a2>22,?
a3=3(3+1)=12,∴a3>23,a4=4(4+1)=20,?
∴a4>24;?
当n≥5时,猜想an<2n. ?
证法一:∵2n=(1+1)n=C0n+C1n+C2n+…+Cn-2n+Cn-1n+Cnn?
≥2(C0n+C1n+C2n)=2[1+n+
]?
=n2+n+2>n2+n=n(n+1)=an,?
∴当n≥5时,an<2n.?
综上所述,当n=1时,
=2n;?
当n=2,3,4时,
>2n;?
当n≥5时,
<2n. ?
证法二:①当n=5时,a5=5(5+1)=30<25成立;?
②假设当n=k(k≥5)时,猜想成立,则有ak<2k,即k(k+1)<2k,那么,??
当n=k+1时,有ak+1=(k+1)(k+2)=ak+2k+2<2k+2k+2,?
又∵k≥5时,2k-1=C0k-1+C1k-1+C2k-1+…=1+(k-1)+C2k-1+…=k+C2k-1+…>k+1,?
∴2(k+1)<2·2k-1=2k,故2k+2k+2<2k+2k=2k+1,即ak+1<2k+1成立.?
由①②可知,an<2n对一切n≥5的正整数都成立.?
综上所述,当n=1时,
=2n;当n=2,3,4时,
>2n;??
当n≥5时,
<2n.
A、
| ||
B、
| ||
C、
| ||
D、
|