已知Sn是數(shù)列{an }的前n項和,Sn滿足關系式數(shù)學公式,數(shù)學公式
(n≥2,n為正整數(shù)).
(1)令bn=2nan,求證數(shù)列{bn }是等差數(shù)列,并求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)對于數(shù)列{un},若存在常數(shù)M>0,對任意的n∈N*,恒有|un+1-un|+|un-un-1|+…+|u2-u1|≤M成立,稱數(shù)列{un} 為“差絕對和有界數(shù)列”,
證明:數(shù)列{an}為“差絕對和有界數(shù)列”;
(3)根據(jù)(2)“差絕對和有界數(shù)列”的定義,當數(shù)列{cn}為“差絕對和有界數(shù)列”時,
證明:數(shù)列{cn•an}也是“差絕對和有界數(shù)列”.

解:(1)當n≥2時,,

所以 ,
,
所以2n+1an+1=2n•an+1
即bn+1-bn=1,(n≥2),又b2-b1=22•2×a1=1
所以,bn+1-bn=1,n∈N+即{bn}為等差數(shù)列

(2)由于|an+1-an|+|an-an-1|+…+|a2-a1|=++…+
sn-sn
所以 恒成立,
即[an]為“差絕對和有界數(shù)列”.
(3)若數(shù)列{an}{cn}是差絕對和有界數(shù)列,則存在正數(shù)M1.M2
對任意的n∈N,有|an+1-an|+|an-an-1|+…+|a2-a1|≤M1,|cn+1-cn|+|cn-cn-1|+…+|c2-c1|≤M2
注意到|an|=|an-an-1+an-1+an-2+…+a2-a1+a1|≤|an-an-1|+|an-1-an-2|+…+|a2-a1|+|a1|≤M1+|a1|
同理:|cn|≤M2+|c1|
記K2=M2+|c2|,則有K2=M2+|c2||an+1cn+1-ancn|=|an+1cn+1-ancn+1+ancn+1-ancn|≤|cn+1||an+1-an|+|an||cn+1-cn|≤K1|an+1-an|+k1|cn+1-cn|
因此K1(|cn+1-cn|+|cn-cn-1|+|a2-a1|)≤k2M1+k1M2
+K1(|cn+1-cn|+|cn-cn-1|+|a2-a1|)≤k2M1+k1M2
故數(shù)列{ancn}是差絕對和有界數(shù)列.
分析:(1)整理題設遞推式得 進而表示出Sn+1,進而根據(jù)an+1=Sn+1-Sn,求得an+1和an的遞推式,整理得2n+1an+1=2n•an+1,進而根據(jù)bn=2nan,求得bn+1-bn=1,進而根據(jù)等差數(shù)列的定義判斷出數(shù)列為等差數(shù)列.
再根據(jù)數(shù)列{bn}的首項和公差,求得數(shù)列的通項公式,進而根據(jù)bn=2nan求得an
(2)把an代入|an+1-an|+|an-an-1|+…+|a2-a1|中,利用利用錯位想減法求得sn-sn,進而判斷出以 恒成立,根據(jù)“差絕對和有界數(shù)列”的定義,證明出數(shù)列{an}為“差絕對和有界數(shù)列”.
(3)數(shù)列{an},{bn}都是差絕對和有界數(shù)列,則有|an+1-an|+|an-an-1|+…+|a2-a1|≤M1,|bn+1-bn|+|bn-an-1|…++|b2-b1|≤M2,下面只需驗證|an+1bn+1-anbn|+|anbn-an-1bn-1|+…+|a2b2-a1b1|≤M.
點評:本題主要考查了數(shù)列的遞推式,考查學生理解數(shù)列概念,靈活運用數(shù)列表示法的能力,旨在考查學生的觀察分析和歸納能力,特別是問題(2)(3)的設置,增加了題目的難度,綜合性較強,屬難題.
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a
2
n
+an
2
,n∈N*,
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2n
2n

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lim
n→∞
nan
Sn
=
2
2

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