Question

在單調(diào)遞增數(shù)列{a_n}中，a₁=2，不等式(n+1)a_n≥na_2n對(duì)任意n∈N*都成立，
（Ⅰ）求a₂的取值范圍；
（Ⅱ）判斷數(shù)列{a_n}能否為等比數(shù)列？說(shuō)明理由；
（Ⅲ）設(shè)，求證：對(duì)任意的n∈N*，。

Answer 1

（Ⅰ）解：因?yàn)閧a_n}是單調(diào)遞增數(shù)列，所以，
令n=1，，所以。
（Ⅱ）證明：數(shù)列{a_n}不能為等比數(shù)列。
用反證法證明：假設(shè)數(shù)列{a_n}是公比為q的等比數(shù)列，，
因?yàn)閧a_n}單調(diào)遞增，所以q＞1，
因?yàn)閚∈N*，(n+1)a_n≥na_2n都成立，
所以n∈N*，， ①
因?yàn)閝＞1，所以，使得當(dāng)時(shí)，，
因?yàn)?IMG style="VERTICAL-ALIGN: middle" border=0 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/upload/papers/g02/20110919/20110919105156875978.gif">（n∈N*），
所以，當(dāng)時(shí)，，與①矛盾，故假設(shè)不成立。
（Ⅲ）證明：觀察：，，…，
猜想：；
用數(shù)學(xué)歸納法證明：
（1）當(dāng)n=1時(shí)，成立；
（2）假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)，成立；
當(dāng)n=k+1時(shí)，

，
所以，
根據(jù)（1）（2）可知，對(duì)任意n∈N*，都有，即，
由已知得，
所以，
所以當(dāng)n≥2時(shí)，，
因?yàn)?IMG style="VERTICAL-ALIGN: middle" border=0 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/upload/papers/g02/20110919/20110919105157484980.gif">，
所以對(duì)任意n∈N*，，
對(duì)任意n∈N*，存在m∈N*，使得，
因?yàn)閿?shù)列{a_n}單調(diào)遞增，所以，，
因?yàn)?IMG style="VERTICAL-ALIGN: middle" border=0 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/upload/papers/g02/20110919/20110919105157640963.gif">，
所以。