题目内容

已知数列{an}满足:an+1=
an(an2+3)
3an2+1
,a1=2,bn=
an-1
an+1

(1)求{bn}的通项公式;
(2)求证:当n≥3时,b1+b2+…+bn
241
648
考点:数列与不等式的综合,数列递推式
专题:计算题,证明题,等差数列与等比数列,二项式定理
分析:(1)求出bn+1,因式分解,得到bn+1=bn3,两边取3为底的对数,得到等比数列,由等比数列的通项公式,即可得到bn
(2)运用二项式定理,得到当n≥3,3n-1=(1+2)n-1=
C
0
n-1
+2C
1
n-1
+…+
2n-1C
n-1
n-1
>2n,再由指数函数的单调性,运用等比数列的求和公式,即可得证.
解答: (1)解:由于an+1=
an(an2+3)
3an2+1
,bn=
an-1
an+1

则bn+1=
an+1-1
an+1+1
=
an3-3an2+3an-1
an3+3an2+3an+1
=(
an-1
an+1
3=bn3
由于b1=
a1-1
a1+1
=
1
3

则log3bn+1=log3bn3=3log3bn
即有{log3bn}为等比数列,即有log3bn=log3
1
3
•3n-1
即有bn=(
1
3
3n-1
(2)证明:当n≥3,3n-1=(1+2)n-1=
C
0
n-1
+2C
1
n-1
+…+
2n-1C
n-1
n-1
>2n,
则bn=(
1
3
3n-1<(
1
3
2n(n≥3),
故当n≥3时,b1+b2+…+bn
1
3
+
1
27
+(
1
3
6+…+(
1
3
2n
=
10
27
+
1
36
(1-
1
32n-4
)
1-
1
9
10
27
+
1
648
=
241
648

即原不等式成立.
点评:本题考查数列通项公式的求法,考查等比数列的通项和求和公式的运用,考查二项式定理及其运用,属于中档题.
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