题目内容
10.已知数列{an}的前项n和为Sn,且3Sn=4an-4.又数列{bn}满足bn=log2a1+log2a2+…+log2an.(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)若${T_n}=\frac{1}{b_1}+\frac{1}{b_2}+…+\frac{1}{b_n}$,求使得不等式$k\frac{{n•{a_n}}}{n+1}≥(2n-3){T_n}$恒成立的实数k的取值范围.
分析 (1)利用再写一式,两式相减的方法求数列{an}的通项公式、利用数列{bn}满足bn=log2a1+log2a2+…+log2an,求出{bn}的通项公式;
(2)若${T_n}=\frac{1}{b_1}+\frac{1}{b_2}+…+\frac{1}{b_n}$,裂项求和,不等式$k\frac{{n•{a_n}}}{n+1}≥(2n-3){T_n}$恒成立,即k≥$\frac{2n-3}{{4}^{n}}$恒成立,即可实数k的取值范围.
解答 解:(1)由3Sn=4an-4可得a1=4,
∵3Sn=4an-4,∴3Sn-1=4an-1-4,∴3Sn-3Sn-1=4an-4-(4an-1-4),
∴3an=4an-4an-1,即$\frac{a_n}{{{a_{n-1}}}}=4$.
∴数列{an}是首项为a1=4,公比为4的等比数列,∴${a_n}={4^n}={2^{2n}}$.
又bn=log2a1+log2a2+…+log2an=2+4+…+2(n-1)+2n=n(n+1),
∴bn=n(n+1).
(2)${T_n}=\frac{1}{b_1}+\frac{1}{b_2}+…+\frac{1}{b_n}$=1-$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{2}$-$\frac{1}{3}$+…+$\frac{1}{n}$-$\frac{1}{n+1}$=$\frac{n}{n+1}$,
不等式$k\frac{{n•{a_n}}}{n+1}≥(2n-3){T_n}$恒成立,即k≥$\frac{2n-3}{{4}^{n}}$恒成立,
设dn=$\frac{2n-3}{{4}^{n}}$,则dn+1-dn=$\frac{11-6n}{{4}^{n-1}}$,
∴当n≥2时,数列{dn}单调递减,当1≤n<2时,数列{dn}单调递增;
即d1<d2>d3>d4>…,
∴数列最大项为${d_2}=\frac{1}{16}$,∴$k≥\frac{1}{16}$.
点评 本题考查数列的图象,考查裂项法求和,考查恒成立问题,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
| A. | 1 | B. | $\frac{1}{3}$ | C. | $\frac{1}{2}$ | D. | $\frac{2}{3}$ |