设数列{an}、{bn}满足a1=12,2nan+1=(n+1)an,且bn=ln(1+an)+12a2_,n∈N*.(Ⅰ)求数列{an}的通项公

2025-05-03 11:03:10
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(Ⅰ)由2nan+1=(n+1)an,得

an+1
n+1
1
2
?
a1
n
,(1分)
即数列{
an
n
}
是以
1
2
为首项,以
1
2
为公比的等比数列,∴an
n
2n
(3分)
(Ⅱ)∵an>0,bn=ln(1+an)+
1
2
an2>0,n∈N*

∴要证明
2
an+2
an
bn
,只需证明2bn<an2+2an
即证bn?
1
2
an2?an<0
,即证明ln(1+an)-an<0成立.(5分)
构造函数f(x)=ln(1+x)-x(x≥0),(6分)
f′(x)=
1
1+x
?1=
?x
1+x
,当x>0时,f'(x)<0,即f(x)在(0,+∞)上单调递减,
故f(x)<f(0)=0.∴ln(1+x)-x<0,即ln(1+an)-an<0对一切n∈N*都成立,
2
an+2
an
bn
.(8分)
(Ⅲ)∵2bn-an2=2ln(1+an),由(Ⅱ)可知,2bn-an2=2ln(1+an)<2an
∴2Bn-An<2(a1+a2++an)=2(
1
2
+
2
22
+
3
23
++
n
2n
)
(10分)
利用错位相减求得:
1
2
+
2
22
+
3
23
++
n
2n
=2?
n+2
2n
<2
,∴2Bn-An<4(12分)