已知{an}是等差数列,首项a1=3,前n项和为Sn,令cn=(-1)nSn(n∈N*),{cn}的前20项和T20=330.数列{bn}是公比为q的等比数列,前n项和为Wn,且b1=2,q3=a9.
(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)证明:(3n+1)Wn≥nWn+1(n∈N+).
【解】 (1)设等差数列{an}的公差为d,
因为cn=(-1)nSn,
所以T20=-S1+S2-S3+S4-...+S20=330.
则a2+a4+a6+...+a20=330.
则10(3+d)+×2d=330,
解得d=3,
所以an=3+3(n-1)=3n,
所以q3=a9=27,q=3,
所以bn=2×3n-1.
(2)证明:由(1)知,Wn==3n-1,
要证(3n+1)Wn≥nWn+1,
只需证(3n+1)(3n-1)≥n(3n+1-1),
即证3n≥2n+1.
当n=1时,3n=2n+1.
下面用数学归纳法证明:当n≥2时,3n>2n+1.
①当n=2时,左边=9,右边=5,左边>右边,不等式成立.
②假设n=k(k≥2,k∈N+)时,3k>2k+1,
则n=k+1时,
3k+1=3×3k>3(2k+1)=6k+3>2(k+1)+1,
所以n=k+1时不等式成立.