题目内容
(本小题共16分)
已知数列
各项均不为0,其前
项和为
,且对任意
都有
(
为大于1的常数),记f(n)
.
(1)求
;
(2)试比较
与
的大小(
);
(3)求证:(2n-1)f(n)≤f(1)+f(2)+…+f(2n-1) ≤[1-()2n-1] (n∈N*)
已知数列
(1)求
(2)试比较
(3)求证:(2n-1)f(n)≤f(1)+f(2)+…+f(2n-1) ≤[1-()2n-1] (n∈N*)
(1)
(2)
(3)略
解:(1) ∵
, ①
∴
. ②
②-①,得
,即
.
在①中令
,可得
.
∴
是首项为
,公比为
的等比数列,
. ……… 4分
(2).
f(n)
,

.
而
,且
,
∴
,
.
∴

,(
). …10分
(3) 由(2)知
,


,(
).
∴当n
时,
.

,
(当且仅当
时取等号).
另一方面,当n
,
时,



.
∵
,∴
.
∴
,(当且仅当
时取等号).
∴
.
(当且仅当
时取等号).
综上所述,2n-1)f(n)≤f(1)+f(2)+…+f(2n-1) ≤[1-()2n-1] (n∈N*)
∴
②-①,得
在①中令
∴
(2).
f(n)
而
∴
∴
(3) 由(2)知
∴当n
(当且仅当
另一方面,当n
∵
∴
∴
(当且仅当
综上所述,2n-1)f(n)≤f(1)+f(2)+…+f(2n-1) ≤[1-()2n-1] (n∈N*)
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