Question

已知數(shù)列{a_n}，{b_n}中，對任何正整數(shù)n都有：a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1+anbn=(n-1)•2n+1．
（1）若數(shù)列{b_n}是首項(xiàng)為1和公比為2的等比數(shù)列，求數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式；
（2）求證：

n

i=1

1

aibi

＜

3

2

．

Answer 1

分析：（1）依題意，數(shù)列{b_n}的通項(xiàng)公式為bn=2n-1，把已知式中的n換成n-1，兩式相減求得a_n=n，經(jīng)檢驗(yàn)對第一項(xiàng)也成立，而得到數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式是a_n=n．
（2）由（1）知，a_nb_n=n•2^n-1，故

n

i=1

1

aibi

＜

1

1×1

+

1

2×2

+

1

2×22

+…+

1

2•2n-1

=1+

1

2

-(

1

2

)n＜

3

2

．

解答：解：（1）依題意，數(shù)列{b_n}的通項(xiàng)公式為bn=2n-1，
由a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1+anbn=(n-1)•2n+1，
可得a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1=(n-2)•2n-1+1（n≥2），
兩式相減可得an•bn=n•2n-1，即a_n=n．
當(dāng)n=1時(shí)，a₁=1，從而對一切n∈N^*，都有a_n=n．
所以數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式是a_n=n．
（2）證明：由（1）知，a_nb_n=n•2^n-1，
故

n

i=1

1

aibi

=

1

1×1

+

1

2×2

+

1

3×22

+…+

1

n•2n-1

＜

1

1×1

+

1

2×2

+

1

2×22

+…+

1

2•2n-1

（n≥3）．
∴

n

i=1

1

aibi

＜

1

1

+

1

4

+

1

8

+…+

1

2n

=1+

1 4 [1-( 1 2 )n-1]

1- 1 2

=1+

1

2

-(

1

2

)n＜

3

2

．
即

n

i=1

1

aibi

＜

3

2

成立．

點(diǎn)評：本題主要考查等比數(shù)列的通項(xiàng)公式，等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式，用放縮法證明不等式，屬于中檔題．