已知在数列 $\{a_n\}$ 中,$a_1=2$,$a_p+a_q=a_{p+q}$($p,q\in\mathbb N^*$).
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
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    数列
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    求数列的通项公式
  • 知识点
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    数列
    >
    等差数列及其性质
    >
    等差数列的定义与通项
  • 知识点
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    代数变形
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    代数式的形
    >
    分拆与裂项
  • 题型
    >
    不等式
    >
    级数不等式的证明
  1. 求数列 $\{a_n\}$ 的通项公式;
    标注
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      求数列的通项公式
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      等差数列及其性质
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      等差数列的定义与通项
    答案
    $a_n=2n$($n\in\mathbb N^*$)
    解析
    令 $p=1$,$q=n$,则有$$\forall n\in\mathbb N^*,a_{n+1}=a_n+a_1=a_n+2,$$于是 $a_n=2n$($n\in\mathbb N^*$).
  2. 若数列 $\{b_n\}$ 满足 $b_1=1$,$b_{n+1}=\dfrac{a_n}{2b_n}$,求证:$$\dfrac{1}{b_1}+\dfrac{1}{b_2}+\cdots +\dfrac{1}{b_n}\geqslant \sqrt{2a_n}-1.$$
    标注
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      级数不等式的证明
    答案
    解析
    题意即 $b_{n+1}=\dfrac{n}{b_n}$,求证:$$\dfrac{1}{b_1}+\dfrac{1}{b_2}+\cdots +\dfrac{1}{b_n}\geqslant 2\sqrt n-1.$$考虑利用裂项求和,由于$$b_nb_{n+1}=n,b_{n+1}b_{n+2}=n+1,$$于是$$b_{n+1}(b_{n+2}-b_n)=1,$$从而$$\dfrac{1}{b_{n+1}}=b_{n+2}-b_n,$$于是\[\begin{split} \dfrac{1}{b_1}+\dfrac{1}{b_2}+\cdots +\dfrac{1}{b_n}&=1+(b_3-b_1)+(b_4-b_2)+\cdots +(b_{n+1}-b_{n-1}) \\ &=1-b_1-b_2+b_n+b_{n+1}\\ &\geqslant 2\sqrt{b_nb_{n+1}}-1\\ &=2\sqrt{n}-1,\end{split}\]因此不等式得证.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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