题目内容

【题目】设数列{an}满足:a1=1,an+1=3an , n∈N* . 设Sn为数列{bn}的前n项和,已知b1≠0,2bn﹣b1=S1Sn , n∈N*
(Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅱ)设cn=bnlog3an , 求数列{cn}的前n项和Tn;
(Ⅲ)证明:对任意n∈N*且n≥2,有 + +…+ < .

【答案】解:(Ⅰ)∵an+1=3an,∴{an}是公比为3,首项a1=1的等比数列,

∴通项公式为an=3n﹣1.

∵2bn﹣b1=S1Sn,∴当n=1时,2b1﹣b1=S1S1,

∵S1=b1,b1≠0,∴b1=1.

∴当n>1时,bn=Sn﹣Sn﹣1=2bn﹣2bn﹣1,∴bn=2bn﹣1,

∴{bn}是公比为2,首项a1=1的等比数列,

∴通项公式为bn=2n﹣1.

(Ⅱ)cn=bnlog3an=2n﹣1log33n﹣1=(n﹣1)2n﹣1,

Tn=020+121+222+…+(n﹣2)2n﹣2+(n﹣1)2n﹣1…①

2Tn=021+122+223+…+(n﹣2)2n﹣1+(n﹣1)2n…②

①﹣②得:﹣Tn=020+21+22+23+…+2n﹣1﹣(n﹣1)2n

=2n﹣2﹣(n﹣1)2n=﹣2﹣(n﹣2)2n

∴Tn=(n﹣2)2n+2.

(Ⅲ) = = = ≤ + + +…+

< + +…+ =

= (1﹣ )<


【解析】(Ⅰ)判断an}是等比数列,求出通项公式,判断{bn}是等比数列,求出通项公式为bn.(Ⅱ)化简cn的表达式,利用错位相减法求解Tn即可.(Ⅲ)化简 并利用放缩法,通过数列求和证明即可.
【考点精析】认真审题,首先需要了解数列的前n项和(数列{an}的前n项和sn与通项an的关系).

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