等差數列和等比數列對應項的大小比較

2023-01-01 11:18:05 字數 1499 閱讀 2086

1、在數列中,

(ⅰ)試比較與的大小;

(ⅱ)證明:當時,.

解:(ⅰ)由題設知,對任意,都有

,6分(ⅱ)證法1:由已知得,

又.當時,

10分設

則①-②,得

……………………14分

證法2:由已知得,

(1) 當時,由,知不等式成立。………8分

(2) 假設當不等式成立,即,那麼

要證,只需證

即證,則只需證………………10分

因為成立,所以成立.

這就是說,當時,不等式仍然成立.

根據(1)和(2),對任意,且,都有……14分

2、設f1(x)=,定義fn+1 (x)= f1[fn(x)],an =(n∈n*).

(1) 求數列{an}的通項公式;

(2) 若,qn=(n∈n*),試比較9t2n與

qn的大小,並說明理由.

解:(1)∵f1(0)=2,a1==,fn+1(0)= f1[fn(0)]=,

∴an+1==== -= -an.

∴數列{an}是首項為,公比為-的等比數列,∴an= ()n1.

(2)∵t2 n = a1+2a 2+3a 3+…+(2n-1)a 2 n1+2na 2 n,

∴t2 n= (-a1)+(-)2a 2+(-)3a 3+…+(-)(2n-1)a2 n-1+2na2 n

= a 2+2a 3+…+(2n-1)a2 n-na2 n.

兩式相減,得t2 n= a1+a2+a 3+…+a2 n+na2 n.

∴t2n =+n×(-)2n1=- (-)2n+ (-)2n1.

t2n =- (-)2n+ (-)2n1= (1-).

∴9t2n=1-.

又qn=1-,

當n=1時,22 n= 4,(2n+1)2=9,∴9t2 n<q n;

當n=2時,22 n=16,(2n+1)2=25,∴9t2 n<qn;

當n≥3時,,

∴9t2 n>q n.

3、滿足,其中是的前n項和,數列:,其前n項和為,試比較和的大小

解析: 觀察的結構,注意到,展開得

,即,得證.

二階齊次線性遞推數列

4、已知數列滿足a1=5,a2=5,an+1=an+6an-1(n≥2,n∈n*),若數列是等比數列.

(ⅰ)求數列的通項公式;

(ⅱ)求證:當k為奇數時,;

(ⅲ)求證:

解(ⅰ)∵為等比數列,

∴應為常數, ∴

得=2或=-32分

當=2時,可得為首項是,公比為3的等比數列,

則 ①

當=-3時,為首項是,公比為-2的等比數列,

∴ ②

①-②得4分

(注:也可由①利用待定係數或同除2n+1得通項公式)

(ⅱ)當k為奇數時,

8分(ⅲ)由(ⅱ)知k為奇數時,…………10分

①當n為偶數時,

②當n為奇數時,

= ………………12分

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