已知n∈N*,数列{an}和{bn}满足a1=b1=6,a2=4,数列{bn}的前n项和为Sn且Sn+1=S

已知n∈N*,数列{an}和{bn}满足a1=b1=6,a2=4,数列{bn}的前n项和为Sn且Sn+1=Sn+n+6,

(1)求证:{bn-2}是等比数列;

(2)若数列{an+1-an}(n∈N*)是公差为1的等差数列,试比较an与bn的大小.

答案

解:(1)证明:当n≥2时,Sn+1=

Sn+n+6,                   ①

Sn=

Sn-1+n+5,                                                      ②

①-②,得bn+1=

bn+1.                                                         

∴bn+1-2=

(bn-2),即n≥2时{bn-2}是等比数列.

又S2=

S1+1+6,

∴b2=-

b1+1+6-b1=4.

∴b2-2=

(b1-2)=2,即n∈N*时{bn-2}是等比数列.                                

(2)由(1)知bn-2=(b1-2)·(

)n-1,即bn=2+8·()n.                                

由已知a2-a1=-2,∴an+1-an=(a2-a1)+(n-1)·1=n-3.

n≥2时,

an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1=(n-4)+(n-5)+…+(-1)+(-2)+6=

.

n=1也合适.

∴an=

(n∈N*).                                                   

设f(n)=an-bn=

n2-n+7-8·()n=(n-)2+-8·()n.                        

当n≥4时

(n-)2+为n的增函数,-8·()n也为n的增函数,

∴当n≥4时有f(n)≥f(4)=

,即an-bn.                                      

又f(1)=f(2)=f(3)=0,∴对n∈N*都有an≥bn.


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