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设数列{an}的前n项和为Sn 对任意的正整数n 都有an=5Sn+1成立 记bn=?(n∈N*)(1)

时间:2023-06-28 01:13:58

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设数列{an}的前n项和为Sn 对任意的正整数n 都有an=5Sn+1成立 记bn=?(n∈N*)(1)

问题补充:

设数列{an}的前n项和为Sn,对任意的正整数n,都有an=5Sn+1成立,记bn=?(n∈N*)

(1)求数列{an}与数列{bn}的通项公式;

(2)记cn=b2n-b2n-1?(n∈N*),设数列{cn}的前n项和为Tn,求证:对任意正整数n都有Tn<;

(3)设数列{bn}的前n项和为Rn,是否存在正整数k,使得Rk≥4k成立?若存在,找出一个正整数k;若不存在,请说明理由.

答案:

解:(1)当n=1时,a1=5S1+1,∴a1=-(1分)

又∵an=5Sn+1,an+1=5Sn+1+1,∴an+1-an=5an+1即=-

∴数列{an}是首项为a1=-,公比为q=-的等比数列,(3分)

∴an=(-)n,bn=(n∈N* )(5分)

(2)由(1)知bn==4+得

cn=b2n-b2n-1=+==<=(7分)

又b1=3,b2=,∴c1=,所以当n=1时,T1<,(8分)

当n≥2时,Tn<+15(+++)=+15?<+=<(10分)

(3)不存在正整数k,使得RK≥4K成立.(11分)

证明:由bn=4+

∵b2k-1+b2k=8++=8+-=8-<8(13分)

∴当n为偶数时,设n=2m(m∈N*)

∴Rn=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2m-1+b2m)<8m=4n(14分)

当n为奇数时,设n=2m-1(m∈N*)

∴Rn=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2m-3+b2m-2)+b2m-1<8m-4=4n

∴Rn=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2m-3+b2m-2)+b2m-1<8(m-1)+4=8m-4=4n(15分)

∴对于一切的正整数n,都有Rn<4n

∴不存在正整数k,使得RK≥4K成立.(16分)

解析分析:(1)令n等于1代入an=5Sn+1中,即可求出首项a1,然后把n换为n+1,利用an=5Sn+1表示出an+1,两个式子相减并利用Sn+1-Sn=an化简后即可得到 的值即为公比,得到此数列为等比数列,然后根据首项和公比写出数列的通项公式即可,因而可得出bn的通项公式;(2)根据bn的通项公式,计算出cn的通项公式,再比较Tn与 的大小;(3)根据bn的通项公式,算出的前n项和为Rn,再计算出是否存在正整数k.

点评:此题考查学生灵活运用等比数列的通项公式及前n项和的公式化简求出,会确定一个数列为等比数列,考查数列递推式的求解及相关计算.是一道综合题.

设数列{an}的前n项和为Sn 对任意的正整数n 都有an=5Sn+1成立 记bn=?(n∈N*)(1)求数列{an}与数列{bn}的通项公式;(2)记cn=b2n-

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