Question

设f₁（x）=

2

x+1

，fn+1(x)=f1(fn(x))，an=

fn(0)-1

fn(0)+2

，n∈N*
（1）求a₁，a₂，a₃，并求数列{a_n}的通项公式．
（2）已知函数g（x）=

lnx

x

在[3，+∞）上为减函数，设数列{na_n}的前n的和为S_n，求证：S_2n＞

n4-3n-1

9n4

（n＞4）．

Answer 1

分析：（1）利用已知及其递推式即可得出a₁，a₂，a₃；再利用递推式即可得出{a_n}是等比数列，进而得到通项公式；
（2）利用“错位相减法”即可得出S_2n，再利用g(x)=

lnx

x

在[3，+∞）上为减函数，即可证明结论．

解答：解：（1）f1(0)=2，a1=

f1(0)-1

f1(0)+2

=

1

4

，f2(0)=

2

3

，a2=-

1

8

，f3(0)=

6

5

，a3=

1

16

．fn+1(0)=

2

1+fn(0)

⇒an+1=

fn+1(0)-1

fn+1(0)+2

=

2 1+fn(0) -1

2 1+fn(0) +2

=

1-fn(0)

4+2fn(0)

=-

1

2

an
∴{a_n}是首项为

1

4

，公比为-

1

2

的等比数列，
∴an=

1

4

(-

1

2

)n-1=(-

1

2

)n+1．
（2）∵S2n=a1+2a2+…+2na2n，-

1

2

S2n=a2+2a3+…(2n-1)a2n-na2n，
∴S2n=

1

9

(1-

3n+1

4n

)，
∴S2n＞

n4-3n-1

9n4

?n4＜4n?4lnn＜nln4?

lnn

n

＜

ln4

4

，
∵g(x)=

lnx

x

在[3，+∞）上为减函数，
当n＞4时，g(n)＜

ln4

4

．

点评：正确理解递推式的意义、等比数列的定义及其通项公式及前n项和公式、“错位相减法”、函数的单调性等是解题的关键．