题目内容

已知数列{bn}是等差数列,b1=1,b1+b2+…+b10=100.

(Ⅰ)求数列{bn}的通项bn;

(Ⅱ)设数列{an}的通项an=lg(1+),记Sn是数列{an}的前n项和,试比较Sn与lgbn+1的大小,并证明你的结论.

 

答案:
解析:

解:(Ⅰ)设数列{bn}的公差为d,由题意得

解得  ∴bn=2n-1.

(Ⅱ)由bn=2n-1,知

Sn=lg(1+1)+lg(1+)+…+lg(1+)

=lg[(1+1)(1+)…(1+)],

lgbn+1=lg.

因此要比较Sn与lgbn+1的大小,可先比较(1+1)(1+)…(1+)与的大小.

取n=1,有(1+1)>,

取n=2,有(1+1)(1+)>,……

由此推测(1+1)(1+)…(1+)>.     ①

若①式成立,则由对数函数性质可断定:Sn>lgbn+1.

下面用数学归纳法证明①式.

(i)当n=1时已验证①式成立.

(ii)假设当n=k(k≥1)时,①式成立,即(1+1)(1+)…(1+)>.

那么,当n=k+1时,(1+1)(1+)…(1+)[1+]>

·(1+)=(2k+2).

∵[(2k+2)]2-()2

=,

∴.

因而 

这就是说①式当n=k+1时也成立.

由(i),(ii)知①式对任何正整数n都成立.

由此证得:Sn>lgbn+1.

 


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