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已知各项均为正数的数列{an}前n项和为Sn,数列{an²}的前n项和为Tn,且(Sn-2)²+3T

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/16 17:01:47
已知各项均为正数的数列{an}前n项和为Sn,数列{an²}的前n项和为Tn,且(Sn-2)²+3Tn=4,n∈正整数
(1)证明{an}是等比数列,并写出通项公式;
(2)若Sn²-λλTn<0对n∈正整数恒成立,求λ的最小值;
(3)若an,2^xan+1,2^yan+2成等差数列,求正整数x,y的值.
已知各项均为正数的数列{an}前n项和为Sn,数列{an²}的前n项和为Tn,且(Sn-2)²+3T
1.
证:
n=1时,S1=a1 T1=a1²,代入(Sn-2)²+3Tn=4
(a1-2)²+3a1²=4
整理,得
a1²-a1=0
a1(a1-1)=0
数列各项均为正,a1≠0,因此只有a1=1
n≥2时,
(Sn -2)²+3Tn=4 (1)
[S(n-1)-2]²+3T(n-1)=4 (2)
(1)-(2)
Sn²-4Sn+4+3Tn-S(n-1)²+4S(n-1)-4-3T(n-1)=0
[Sn+S(n-1)][Sn-S(n-1)]-4an+3an²=0
an[Sn+S(n-1)]+3an²-4an=0
an[Sn+S(n-1)+3an-4]=0
an(Sn+Sn-an+3an-4)=0
2an(Sn +an-2)=0
an>0,因此只有Sn+an -2=0
Sn=-an+2
S(n-1)=-a(n-1)+2
Sn-S(n-1)=an=-an+2+a(n-1)-2
2an=a(n-1)
an/a(n-1)=1/2,为定值.
数列{an}是以1为首项,1/2为公比的等比数列.
2.
an=1×(1/2)^(n-1)=1/2^(n-1)
an²=1/2^(2n-2)
a(n+1)²/an²=[1/2^(2n)]/[1/2^(n-1)]=1/4
Sn=1×(1-1/2ⁿ)/(1-1/2)=2 -1/2^(n-1)
Tn=1×[1-(1/4)ⁿ]/(1-1/4)=(4/3)[1-1/2^(2n)]
Sn²-λTnSn²
λ>[2-1/2^(n-1)]²/{(4/3)[1-1/2^(2n)]}
[2-1/2^(n-1)]²/{(4/3)[1-1/2^(2n)]}
=3(1-1/2ⁿ)²/[(1+1/2ⁿ)(1-1/2ⁿ)]
=3(1-1/2ⁿ)/(1+1/2ⁿ)
=3(2ⁿ-1)/(2ⁿ+1)
=3[(2ⁿ+1-2)/(2ⁿ+1)]
=3[1- 2/(2ⁿ+1)]
=3- 6/(2ⁿ+1)
随n递增,2ⁿ单调递增,2ⁿ+1单调递增,6/(2ⁿ+1)单调递减,3-6/(2ⁿ+1)单调递增.当n=1时,
3-6/(2ⁿ+1)有最小值1,要不等式恒成立,λ>1
3.
an,2^x×a(n+1),2^y×a(n+2)成等差数列,则
2×2^x×a(n+1)=an+2^y×a(n+2)
2^(x+1)×1/2ⁿ=1/2^(n-1)+2^y×1/2^(n+1)
等式两边同乘以2^(n+1)
2^(x+2)=4+2^y
2^(x+2) -2^y=4
等式两边同除以4
2^x -2^(y-2)=1
底数2为偶数,当x>1 y-2>1时,2^x,2^(y-2)均为偶数,差为偶数,等式右边1为奇数,要等式成立,只有2^(y-2)为奇数,y-2=0,y=2,此时x=1
x=1 y=2,只有一组解.