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2013 年黑龙江预赛 · 第 20 题
F2解答题数列综合
数列 {an} 的前 n 项和为 Sn,满足 a1=1,
3tSn−(2t+3)Sn−1=3t,t>0, n∈N∗, n≥2.
(1)求证:数列 {an} 是等比数列;
(2)设数列 {an} 的公比为 f(t),数列 {bn} 满足 b1=1,bn=f(bn−11)(n≥2),求 bn 的通项式;
(3)记
Tn=b1b2−b2b3+b3b4−b4b5+⋯+b2n−1b2n−b2nb2n+1,
求证:Tn≤−920.
作答
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
解析
思路
先把部分和转为单项递推,再将最后的交错乘积按两个相邻项配组。
解答
令 q=(2t+3)/(3t)=2/3+1/t>0,原式为 Sn=qSn−1+1。在 n=2 时 a2=q,对后续相邻式作差得 an=qan−1,故 an=qn−1, f(t)=2/3+1/t。因此 bn=2/3+bn−1,结合首项得 bn=(2n+1)/3,其正性也保证递推参数合法。每一对交错项为 b2j−1b2j−b2jb2j+1=b2j(b2j−1−b2j+1)=−4(4j+1)/9。所以 Tn=−4n(2n+3)/9≤−20/9,等号在 n=1 成立。
复核
t=3 时 q=1 是合法的常数等比情形,不应在求部分和时除以 q−1。最终每组有两个乘积、共涉及 2n+1 个 b 项。
方法总结
含部分和的递推先作差,交错乘积则提取公共中间项。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
部分和作差得到等比关系,再将倒数代入公比函数得到等差数列,最后对交错乘积成对提取中间项。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:裂项相消、奇偶配对与交错和
专题卡:含此前所有项:改用部分和作状态