Question

已知函數(shù)f（x）=（x-1）²，數(shù)列{a_n}是公差為d的等差數(shù)列，{b_n}是公比為q（q∈R，q≠1）的等比數(shù)列．若a₁=f（d-1），a₃=f（d+1），b₁=f（q-1），b₃=f（q+1）．
（Ⅰ）求數(shù)列{a_n}，{b_n}的通項公式；
（Ⅱ）若{c_n}對n∈N^*，恒有，求c₁+c₃+c₅+…+c_2n-1的值；
（Ⅲ）試比較與的大�。�

Answer 1

解：（Ⅰ）∵a₃-a₁=2d，
∴f（d+1）-f（d-1）=2d．即d²-（d-2）²=2d，解得d=2．
∴a₁=f（2-1）=0．
∴a_n=2（n-1）．
∵，
∴．
∵q≠0，q≠1，
∴q=3．
又b₁=f（q-1）=1，∴b_n=3^n-1．
（Ⅱ）由題設(shè)知，∴c₁=a₂b₁=2．
當(dāng)n≥2時，，，
兩式相減，得．
∴c_n=2nb_n=2n•3^n-1（c_n=b₁a₂適合）．
設(shè)T=c₁+c₃+c₅+…+c_2n-1，
∴T=2+6×3²+10×3⁴+…+（4n-2）•3^2n-2，
3²T=2×3²+6×3⁴+10×3⁶+…+（4n-6）•3^2n-2+（4n-2）•3²ⁿ，
兩式相減，得
-8T=2+4×3²+4×3⁴+…+4×3^2n-2-（4n-2）•3²ⁿ
=2+4×
=
=．
∴．
（Ⅲ），
．
現(xiàn)只須比較3ⁿ+1與2n+2的大小．
當(dāng)n=1時，3ⁿ+1=4=2n+2；
當(dāng)n=2時，3ⁿ+1=10＞2n+2=6；
當(dāng)n=3時，3ⁿ+1=28＞2n+2=8；
當(dāng)n=4時，3ⁿ+1=82＞2n+2=10．
猜想n≥2時，3ⁿ+1＞2n+2．
用數(shù)學(xué)歸納法證明
（1）當(dāng)n=2時，左邊=3ⁿ+1=10，右邊=2n+2=6，3ⁿ+1＞2n+2成立．
（2）假設(shè)當(dāng)n=k時，不等式成立，即3^k+1＞2k+2．
當(dāng)n=k+1時，3^k+1+1=3×3^k+1=3^k+1+2×3^k＞2k+2+2×3^k＞2k+2+2=2（k+1）+2．
即當(dāng)n=k+1時，不等式也成立．
由（1）（2），可知n＞2時，3ⁿ+1＞2n+2都成立．
所以3ⁿ+1≥2n+2（當(dāng)且僅當(dāng)n=1時，等號成立）
所以．即≥．
分析：（Ⅰ）由a₃-a₁=2d，可得d=2．所以a_n=2（n-1）．由，可得q=3．所以b_n=3^n-1．
（Ⅱ）由題設(shè)知c₁=a₂b₁=2．然后結(jié)合題高級條件利用錯位相減法能夠求出c₁+c₃+c₅+…+c_2n-1的值．
（Ⅲ）由題設(shè)條件知，．所以通過用數(shù)學(xué)歸納法比較3ⁿ+1與2n+2的大小就能得到與的大�。�
點評：本題考查數(shù)列的綜合應(yīng)用，解題時要認(rèn)真審題，仔細(xì)解答，避免不必要的錯誤．