题目内容
【题目】(改编)已知正数数列
的前
项和为
,且满足
;在数列
中,![]()
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)设
,数列
的前
项和为
. 若对任意
,存在实数
,使
恒成立,求
的最小值;
(3)记数列
的前
项和为
,证明:
.
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【解析】分析:(1)根据
及
与
间的关系可得数列
为等差数列,进而可得通项公式;由
两边取倒数后整理得
,可得等比数列
,从而可求得
.(2)根据题意得到数列
的通项公式,再根据错位相减法求得
,根据
的单调性和不等式可得
,进而可得
的范围.(3)根据
及等比数列的求和公式可得
.
详解:(1)∵
,
∴
,
∴
,
整理得
,
∵
,
∴
.
又当
时,
,解得
,
∴数列
是首项为
,公差为1的等差数列,
∴
.
将
两边取倒数得
,
∴
,
又
,
∴数列
是首项为
,公比为3的等比数列,
∴
,
∴
.
(2)由题意得
,
∴
①
∴
②
①
②得
![]()
![]()
,
∴
.
易知数列
单调递增,
∴
.
又
,
∴
,
∴
,
∴
,
∴
的最小值为
.
(3)由题意得![]()
![]()
![]()
![]()
∵
,
∴
,
∴
.
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