题目内容
9.已知数列{an}满足a1=1,a2=$\frac{1}{2}$,且[3+(-1)n]an+2-2an+2[(-1)n-1]=0,n∈N*,记T2n为数列{an}的前2n项和,数列{bn}是首项和公比都是2的等比数列,则使不等式(T2n+$\frac{1}{{b}_{n}}$)•$\frac{1}{{b}_{n}}$<1成立的最小整数n为( )| A. | 7 | B. | 6 | C. | 5 | D. | 4 |
分析 根据数列的递推关系求出T2n以及数列{bn}的通项公式,然后根据不等式的性质进行求解即可.
解答
解:∵[3+(-1)n]an+2-2an+2[(-1)n-1]=0,
∴当n为偶数时,可得(3+1)an+2-2an+2(1-1)=0,即$\frac{{{a_{n+2}}}}{a_n}=\frac{1}{2}$,
∴a2,a4,a6,…是以${a_2}=\frac{1}{2}$为首项,以$\frac{1}{2}$为公比的等比数列;
当n为奇数时,可得(3-1)an+2-2an+2(-1-1)=0,即an+2-an=2,
∴a1,a3,a5,…是以a1=1为首项,以2为公差的等差数列,
∴T2n=(a1+a3+…+a2n-1)+(a2+a4+…+a2n)=$[n×1+\frac{1}{2}n(n-1)×2]+\frac{{\frac{1}{2}[(1-{{(\frac{1}{2})}^n}]}}{{1-\frac{1}{2}}}$=${n^2}+1-\frac{1}{2^n}$,
∵数列{bn}是首项和公比都是2的等比数列,
∴bn=2•2n-1=2n,
则(T2n+$\frac{1}{{b}_{n}}$)•$\frac{1}{{b}_{n}}$<1等价为(${n^2}+1-\frac{1}{2^n}$+$\frac{1}{{2}^{n}}$)•$\frac{1}{{2}^{n}}$<1,
即(n2+1)•$\frac{1}{{2}^{n}}$<1,即n2+1<2n,
作出函数y=n2+1与y=2n,的图象如图:
则当n=1时,2=2,
当n=2时,5<4不成立,
当n=3时,10<8不成立,
当n=4时,17<16不成立,
当n=5时,26<32成立,
当n≥5时,n2+1<2n恒成立,
故使不等式(T2n+$\frac{1}{{b}_{n}}$)•$\frac{1}{{b}_{n}}$<1成立的最小整数n为5,
故选:C
点评 本题主要考查数列与不等式的综合,根据数列的递推关系求出数列的通项公式是解决本题的关键.综合性较强,有一定的难度.
| A. | (-2,4) | B. | [-2,+∞) | C. | (-∞,4] | D. | [-2,4] |
| A. | -$\frac{π}{6}$ | B. | -$\frac{π}{3}$ | C. | -$\frac{π}{4}$ | D. | -$\frac{3}{4}$π |
| A. | $\frac{2}{3}$ | B. | $\frac{\sqrt{5}}{3}$ | C. | -$\frac{\sqrt{5}}{3}$ | D. | ±$\frac{\sqrt{5}}{3}$ |
| A. | 2 | B. | 8 | C. | $\frac{1}{2}$ | D. | $\frac{1}{8}$ |