题目内容
(本题满分14分)
数列
,
(
)由下列条件确定:①
;②当
时,
与
满足:当
时,
,
;当
时,
,
.
(Ⅰ)若
,
,写出
,并求数列
的通项公式;
(Ⅱ)在数列
中,若
(
,且
),试用
表示
;
(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,设数列
满足
,
,
(其中
为给定的不小于2的整数),求证:当
时,恒有
.
数列
(Ⅰ)若
(Ⅱ)在数列
(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,设数列
(Ⅰ)解:因为
,所以
,
.
因为
,所以
,
.
因为
,所以
,
.
所以
. …………………………………… 2分
由此猜想,当
时,
,则
,
.… 3分
下面用数学归纳法证明:
①当
时,已证成立.
②假设当
(
,且
)猜想成立,
即
,
,
.
当
时,由
,
得
,则
,
.
综上所述,猜想成立.
所以
.
故
. ……………………………………………… 6分
(Ⅱ)解:当
时,假设
,根据已知条件则有
,
与
矛盾,因此
不成立, …………… 7分
所以有
,从而有
,所以
.
当
时,
,
,
所以
; …………………… 8分
当
时,总有
成立.
又
,
所以数列
(
)是首项为
,公比为
的等比数列,
,
,
又因为
,所以
. …………………………… 10分
(Ⅲ)证明:由题意得
.
因为
,所以
.
所以数列
是单调递增数列. …………………………………… 11分
因此要证
,只须证
.
由
,则
<
,即
.…… 12分
因此
.
所以
.
故当
,恒有
. …………………………………………………14分
因为
因为
所以
由此猜想,当
下面用数学归纳法证明:
①当
②假设当
即
当
综上所述,猜想成立.
所以
故
(Ⅱ)解:当
与
所以有
当
所以
当
又
所以数列
又因为
(Ⅲ)证明:由题意得
因为
所以数列
因此要证
由
因此
所以
故当
略
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