每日一题[685]裂项放缩

2011年高考天津卷理科数学第20题(压轴题):

设数列{an}{bn}满足:bnan+an+1+bn+1an+2=0bn=3+(1)n2nN,且a1=2a2=4
(1) 求a3,a4,a5的值;
(2) 设cn=a2n1+a2n+1nN,求证:{cn}是等比数列;
(3) 设Sk=a2+a4++a2kkN,求证:4nk=1Skak<76(nN).


cover

分析与解 (1) 当n为奇数时,bn=1;当n为偶数时,bn=2,于是a3=3a4=5a5=4

(2) 对任意nN,有a2n1+a2n+2a2n+1=0,2a2n+a2n+1+a2n+2=0,a2n+1+a2n+2+2a2n+3=0,
从而可得a2n=a2n+3,于是cn+1cn=a2n+1+a2n+3a2n1+a2n+1=a2n+a2n+1a2n1+a2n+1=1,所以{cn}是等比数列.

(3) 根据(2),a2k1+a2k+1=(1)kkN,于是不难求得an={(1)k+1(k+1),n=2k1,(1)k+1(k+3),n=2k,从而S2k=k,S2k1=k+3,于是4nk=1Skak=nm=1(S4m3a4m3+S4m2a4m2+S4m1a4m1+S4ma4m)=nm=1(2m+22m2m12m+22m+32m+1+2m2m+3)=nm=1[22m(2m+1)+3(2m+2)(2m+3)],而当n3时,有nm=122m(2m+1)<13+nm=22(2m1)(2m+1)=13+nm=2(12m112m+1)=2312n+1,nm=13(2m+2)(2m+3)<nm=13(2m+1)(2m+3)=32nm=1(12m+112m+3)=123212n+3,于是4nk=1Skak<2312n+1+123212n+3<76,经检验当n=1,2时不等式均成立.

综上所述,原不等式得证.

此条目发表在每日一题分类目录,贴了标签。将固定链接加入收藏夹。

发表回复