Question

（2011•安徽模擬）已知數(shù)列{a_n}滿足

2an

an+2

an+1(n∈N*)，且a1=

1

1006

．
（Ⅰ）求證：數(shù)列{

1

an

}是等差數(shù)列，并求通項a_n；
（Ⅱ）若bn=

2-2010an

an

，且cn=bn•(

1

2

)n(n∈N*)，求和T_n=c₁+c₂+…+c_n；
（Ⅲ）比較Tn與

5n

2n+1

的大小，并予以證明．

Answer 1

分析：（Ⅰ）由

2an

an+2

an+1(n∈N*)，且a1=

1

1006

，能夠?qū)С?span id="lylnwy2" class="MathJye">

1

an

=

1

a1

+(n-1)•

1

2

=

2+(n-1)a1

2a1

，由此能示出數(shù)列{a_n}的通項公式．
（Ⅱ）將a_n代入b_n可求得b_n=

2-2010× 2 n+2011

2 n+2011

=n+1，所以cn=bn•(

1

2

)n=(n+1)(

1

2

)n，T_n=2×

1

2

+3×(

1

2

)2+4×(

1

2

)3+…+(n+1)(

1

2

)n．再由錯位相減法能求出T_n．
（Ⅲ）T_n-

5n

2n+1

=3-

n+3

2n

-

5n

2n+1

=

(n+3)(2n-2n-1)

2n(2n+1)

，于是確定T_n與

5n

2n+1

的大小關系等價于比較2ⁿ與2n+1的大小．由此利用數(shù)學歸納法能夠得到：當n=1，2時，T_n=

5n

2n+1

；當n≥3時，T_n＞

5n

2n+1

．

解答：（Ⅰ）證明：∵

2an

an+2

=an+1，an≠0⇒

1

an+1

=

1

an

+

1

2

數(shù)列{

1

an

}是首項為

1

a1

，公差為

1

2

的等差數(shù)列，…（2分）
故

1

an

=

1

a1

+(n-1)•

1

2

=

2+(n-1)a1

2a1

因為a₁=

1

1006

所以數(shù)列{x_n}的通項公式為a_n=

2a1

(n-1)a1+2

=

2

n+2011

．（4分）
（Ⅱ）解：將a_n代入b_n可求得b_n=

2-2010× 2 n+2011

2 n+2011

=n+1，
所以cn=bn•(

1

2

)n=(n+1)(

1

2

)n…（5分）
T_n=2×

1

2

+3×(

1

2

)2+4×(

1

2

)3+…+(n+1)(

1

2

)n①

1

2

Tn=2×(

1

2

)2+3×(

1

2

)3+4×(

1

2

)4+…+(n+1)(

1

2

)n+1②…（7分）
由①-②得

1

2

Tn=1+(

1

2

)2+(

1

2

)3+…+(

1

2

)n-(n-1)(

1

2

)n+1
=1+

1 4 [1-( 1 2 )n-1]

1- 1 2

-(n+1)(

1

2

)n+1=

3

2

-

n+3

2n+1

∴T_n=3-

n+3

2n

…（9分）
（Ⅲ）解：T_n-

5n

2n+1

=3-

n+3

2n

-

5n

2n+1

=

(n+3)(2n-2n-1)

2n(2n+1)

于是確定T_n與

5n

2n+1

的大小關系等價于比較2ⁿ與2n+1的大小
當n=1時，T_n=3-

n+3

2n

=3-2=1，

5n

2n+1

=

5

3

，T_n＜

5n

2n+1

，
當n=2時，T_n=3-

n+3

2n

=3-

5

4

=

7

4

，

5n

2n+1

=2，T_n＜

5n

2n+1

，
當n=3時，2³=8＞2×3+1=7，
當n=4時，2⁴=16＞2×4+1=9，
…
可猜想當n≥3時，2ⁿ＞2n+1…（11分）
證明如下：
（1）當n=3時，由上驗算顯示成立，
（2）假設n=k時成立，即2^k＞2k+1
則n=k+1時2•2^k＞2（2k+1）=4k+2=2（k+1）+1+（2k-1）＞2（k+1）+1
所以當n=k+1時猜想也成立
綜合（1）（2）可知，對一切n≥3的正整數(shù)，都有2ⁿ＞2n+1…（12分）
綜上所述，當n=1，2時，T_n＜

5n

2n+1

，
當n≥3時，T_n＞

5n

2n+1

．…（13分）

點評：本題考查數(shù)列和不等式的綜合運用，考查運算求解能力，推理論證能力；考查函數(shù)與方程思想，化歸與轉化思想．綜合性強，是高考的重點，易錯點是知識體系不牢固．解題時要注意數(shù)學歸納法的靈活運用．