题目内容
(本小题满分14分)
在数列
中,
=0,且对任意k
,
成等差数列,其公差为2k.
(Ⅰ)证明
成等比数列;
(Ⅱ)求数列
的通项公式;
(Ⅲ)记
,证明
.
【解析】本小题主要考查等差数列的定义及前n项和公式、等比数列的定义、数列求和等基础知识,考查运算能力、推理论证能力、综合分析和解决问题的能力及分类讨论的思想方法,满分14分。
(I)证明:由题设可知,
,
,
,
,
。
从而
,所以
,
,
成等比数列。
(II)解:由题设可得![]()
所以![]()
![]()
.
由
,得
,从而
.
所以数列
的通项公式为
或写为
,
。
(III)证明:由(II)可知
,
,
以下分两种情况进行讨论:
当n为偶数时,设n=2m![]()
若
,则
,
若
,则
![]()
![]()
.
所以
,从而![]()
当n为奇数时,设
。
![]()
![]()
所以
,从而![]()
综合(1)和(2)可知,对任意
有![]()
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