题目
(理)已知数列{an}的各项均为正数,Sn为其前n项和,对于任意n∈N*,满足关系Sn=2an-2.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设数列{bn}的前n项和为Tn,且bn=,求证:对任意正整数n,总有Tn<2;(3)在正数数列{cn}中,设(cn)n+1=an+1(n∈N*),求数列{lncn}中的最大项.(文)已知数列{xn}满足xn+1-xn=()n,n∈N*,且x1=1.设an=xn,且T2n=a1+2a2+3a3+…+ (2n-1)a2n-1+2na2n.(1)求xn的表达式;(2)求T2n;(3)若Qn=1(n∈N*),试比较9T2n与Qn的大小,并说明理由.
答案:(理)(1)解:∵Sn=2an-2(n∈N*), ①∴Sn-1=2an-1-2(n≥2,n∈N*). ② ①-②,得an=2an-2an-1(n≥2,n∈N*).∵an≠0,∴=2(n≥2,n∈N*),即数列{an}是等比数列. ∵a1=S1,∴a1=2a1-2,即a1=2.∴an=2n(n∈N*). (2)证明:∵对任意正整数n,总有bn=, ∴Tn==1+1<2. (3)解:由(cn)n+1=an+1(n∈N*),知lncn=.令f(x)=,则f′(x)=.∵在区间(0,e)上,f′(x)>0,在区间(e,+∞)上,f′(x)<0,∴在区间(e,+∞)上f(x)为单调递减函数. ∴n≥2且n∈N*时,{lncn}是递减数列.又lnc1<lnc2,∴数列{lncn}中的最大项为lnc2=ln3. (文)解:(1)∵xn+1-xn=()n,∴xn=x1+(x2-x1)+(x3-x2)+…+(xn-xn-1)=1+()+()2+…+()n-1==. 当n=1时上式也成立,∴xn=(n∈N*). (2)an=.∵T2n=a1+2a2+3a3+…+(2n-1)a2n-1+2na2n=()2+2()3+3()4+…+(2n-1)()2n+2n()2n+1, ①∴T2n=()3+2()4+3()5+…+(2n-1)()2n+1+2n()2n+2. ②①-②,得T2n=()2+()3+…+()2n+1-2n()2n+2. ∴T2n=-2n()2n+2=.∴T2n=. (3)由(2)可得9T2n=.又Qn=,当n=1时,22n=4,(2n+1)2=9,∴9T2n<Qn; 当n=2时,22n=16,(2n+1)2=25,∴9T2n<Qn; 当n≥3时,22n=[(1+1)n]2=()2>(2n+1)2,∴9T2n>Qn.综上所述,当n=1,2时,9T2n<Qn;当n≥3时,9T2n>Qn.