(2009四川卷理)(本小题满分14分)
设数列
的前
项和为
,对任意的正整数
,都有
成立,记
。
(I)求数列
的通项公式;
(II)记
,设数列
的前
项和为
,求证:对任意正整数
都有
;
(III)设数列
的前
项和为
。已知正实数
满足:对任意正整数
恒成立,求
的最小值。
本小题主要考查数列、不等式等基础知识、考查化归思想、分类整合思想,以及推理论证、分析与解决问题的能力。
(2009四川卷理)(本小题满分14分)
设数列
的前
项和为
,对任意的正整数
,都有
成立,记
。
(I)求数列
的通项公式;
(II)记
,设数列
的前
项和为
,求证:对任意正整数
都有
;
(III)设数列
的前
项和为
。已知正实数
满足:对任意正整数
恒成立,求
的最小值。
本小题主要考查数列、不等式等基础知识、考查化归思想、分类整合思想,以及推理论证、分析与解决问题的能力。
解:(Ⅰ)当
时,![]()
又 ![]()
![]()
数列
成等比数列,其首项
,公比是![]()
![]()
……………………………………..3分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知
.
![]()
= ![]()
又![]()
当![]()
当![]()
(Ⅲ)由(Ⅰ)知![]()
一方面,已知
恒成立,取n为大于1的奇数时,设![]()
则![]()
![]()
![]()
>![]()
对一切大于1的奇数n恒成立
只对满足
的正奇数n成立,矛盾。
另一方面,当
时,对一切的正整数n都有![]()
事实上,对任意的正整数k,有

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![]()
当n为偶数时,设![]()
则![]()
<
当n为奇数时,设![]()
则
.
<![]()
对一切的正整数n,都有![]()
综上所述,正实数
的最小值为4………………………….14分