题目
已知数列 的前 项和为 且 .
(1)
求证 为等比数列,并求出数列 的通项公式;
(2)
设数列 的前 项和为 ,是否存在正整数 ,对任意 ,不等式 恒成立?若存在,求出 的最小值,若不存在,请说明理由.
答案: 证明 ∵ Sn=2an−32n, ∴Sn−1=2an−1−32n−1(n≥2), 作差得 an=2an−1−32n(n≥2),变形得an-12n=2(an−1−12n)(n≥2)∴ {an−12n} 为首项为1,公比为2等比数列 ∴ an=2n-1+12n,n∈N*
解: ∵ an=2n-1+12n,n∈N* 代入 Sn=2an−32n, 得 Sn=2n−12n, ∵Sn-Sn-1=2n−12n-(2n−1−12n−1)=2n−1+12n>0, ∴{Sn}为递增数列,令bn=1Sn=2n22n−1∵bn=2n22n−1=2n(2n-1)(2n+1) ∴bn<2n(2n-1)(2n−2)=2n-1(2n-1)(2n-1−1)=12n-1-1−12n-1(n≥2)当n=1时,T1=b1=23,当n=2时,T2=b1+b2=23+415=1415当n≥3时,Tn=b1+b2+⋯+bn≤23+415+13−17+17-115+⋯=1915-12n−1<1915 , ∵TmSn<191532=3845<1,∴存在λmin=1∴ 存在正整数 λ=1 ,对任意 m,n∈N*,不等式Tm-λSn<0恒成立