2018-2019学年高中数学人教A版选修4-5学案:第四讲二用数学归纳法证明不等式举例 Word版含解析
2018-2019学年高中数学人教A版选修4-5学案:第四讲二用数学归纳法证明不等式举例 Word版含解析第5页

   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.