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已知首项为a(a≠0)的数列{an}的前n项和为Sn 若对任意的正整数m n 都有=.(Ⅰ

时间:2018-06-28 08:10:29

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已知首项为a(a≠0)的数列{an}的前n项和为Sn  若对任意的正整数m n 都有=.(Ⅰ

问题补充:

已知首项为a(a≠0)的数列{an}的前n项和为Sn,,若对任意的正整数m、n,都有=.

(Ⅰ)证明:数列{an}是等差数列;

(Ⅱ)若a=1,数列{bn}的首项为b(b≠1),第n(n∈N*,n≥2)项bn是数列{an}的第bn-1项,求证:数列|bn-1|为等比数列;

(Ⅲ)若对(Ⅱ)中的数列{an}和{bn}及任意正整数n,均有+bn+11≥0成立,求实数b的最小值.

答案:

解:(Ⅰ)证明:在中,取m=1,得,即Sn=n2a,

当n≥2时,Sn-1=(n-1)2a,

∴an=Sn-Sn-1=n2a-(n-1)2a=(2n-1)a,

当n=1时,a1=a也适合上式,

∴an=(2n-1)a,n∈N+,

∵an+1-an=2a,

∴{an}是以a为首项,2a为公差的等差数列.

(Ⅱ)证明:当a=1时,由(Ⅰ)可得an=2n-1,

∴bn=2bn-1-1,

即有bn-1=2(bn-1-1),

b1-1=b-1≠0,

∴{bn-1}是以b-1为首项,2为公比的等比数列.

(Ⅲ)由(Ⅱ)知,bn-1=(b-1)?2n-1,

∴bn=1+(b-1)?2n-1,

∴由题意得,不等式22n-1+(b-1)?2n-1+12≥0对任意正整数n恒成立,

即=恒成立.

设t=2n(t=2,4,8,…),则恒成立,

对于函数y=,

当x∈时,y′<0,当x∈和(2,+∞)时,y′>0,

∴函数在上单调减,在和(2,+∞)上单调增.

又当x=4时,y=10;当x=8时,y=11,∴的最小值是10.∴=-10.

即b≥-9,

∴实数b的最小值是-9.

解析分析:(Ⅰ)在中,取m=1,得,即Sn=n2a,所以an=Sn-Sn-1=n2a-(n-1)2a=(2n-1)a,由此能求出{an}是以a为首项,2a为公差的等差数列.(Ⅱ)由an=2n-1,bn=2bn-1-1,知bn-1=2(bn-1-1),由此能够证明|bn-1|都给以b-1为首项,2为公比的等比数列.(Ⅲ)由bn-1=(b-1)?2n-1,bn=1+(b-1)?2n-1,由题意得,不等式不承认真即=恒成立.

点评:本题考查数列与函数的综合应用,解题时要认真审题,仔细解答,注意挖掘题设中的隐含条件.

已知首项为a(a≠0)的数列{an}的前n项和为Sn 若对任意的正整数m n 都有=.(Ⅰ)证明:数列{an}是等差数列;(Ⅱ)若a=1 数列{bn}的首项为b(b

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