22.设a0为常数,且an=3n-1-2an-1(n∈N+).  (Ⅰ)证明对任意n≥1,

22.设a0为常数,且an=3n1-2an1n∈N+).

 

(Ⅰ)证明对任意n≥1,an=

[3n+(-1)n1·2n]+(-1)n·2na0

 

(Ⅱ)假设对任意n≥1有an>an1,求a0的取值范围.

 

答案

22.

(Ⅰ)证法一:(i)当n=1时,由已知a1=1-2a0.等式成立;

(ii)假设当n=kk≥1)等式成立,即ak=

[3k+(-1)k12k]+(-1)k2ka0

那么ak+1=3k-2ak=3k

[3k+(-1)k1·2k]-(-1)k2k+1a0

=

[3k+1+(-1)k2k+1]+(-1)k+12k+1a0

也就是说,当n=k+1时,等式也成立.

根据(i)和(ii),可知等式对任何nN+成立.

 

证法二:如果设ana3n=-2(an1a3n1),

 

an=3n1-2an1代入,可解出a=

.

 

所以{an

}是公比为-2,首项为a1的等比数列,

 

an

=(1-2a0)(-2)n1nN+),

 

an=

+(-1)n2na0.

 

(Ⅱ)解法一:由an通项公式

anan1=

+(-1)n3×2n1a0

 

an>an1n∈N+)等价于(-1)n15a0-1)<(

n2nN+).            ①

(i)当n=2k-1,k=1,2,…时,

 

①式即为(-1)2k25a0-1)<(

2k3

即为a0<

2k3+.                                                       ②

 

②式对k=1,2,…都成立,有a0<

×(1+=.

 

(ii)当n=2kk=1,2,…时,①式即为(-1)2k1·(5a0-1)<(

2k2

即为a0>-

×(2k2+.                                                ③

 

③式对k=1,2,…都成立,有a0>-

×(2×12+=0.

 

综上,①式对任意n∈N+成立,有0<a0<

.

 

a0的取值范围为(0,

).

 

解法二:如果an>an1nN+)成立,特别取n=1,2有a1a0=1-3a0>0,a2a1=6a0>0,

 

因此0<a0<

.

 

下面证明当0<a0<

时,对任意nN+,有anan1>0.

 

an通项公式5(anan1)=2×3n1+(-1)n13×2n1+(-1)n5×3×2n1a0.

 

(i)当n=2k-1,k=1,2,…时,

 

5(anan1)=2×3n1+3×2n1-5×3×2n1a0>2×2n1+3×2n1-5×2n1=0.

 

(ii)当n=2kk=1,2,…时,

 

5(anan1)=2×3n1-3×2n1+5×3×2n1a0>2×3n1-3×2n1≥0.

 

a0的取值范围为(0,

).

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