设数列 $\left\{ {{b_n}} \right\}$ 满足 ${b_1} = 1$,${b_n} > 0$ $\left( {n = 2 , 3 , \cdots } \right)$,其前 $n$ 项乘积 ${T_n} = {\left( {{a^{n - 1}}{b_n}} \right)^n}$ $\left( {n = 1 , 2 , \cdots } \right)$.
【难度】
【出处】
2001年复旦大学保送生招生测试
【标注】
  • 知识点
    >
    数列
    >
    等比数列及其性质
    >
    等比数列的定义与通项
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列极限
  • 知识点
    >
    代数变形
    >
    代数式的形
    >
    拉格朗日恒等式
  1. 证明 $\left\{ {{b_n}} \right\}$ 是等比数列;
    标注
    • 知识点
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      数列
      >
      等比数列及其性质
      >
      等比数列的定义与通项
    答案
    解析
    因为$${b_{n + 1}} = \dfrac{{{T_{n + 1}}}}{{{T_n}}} = \dfrac{{{{\left( {{a^n}{b_{n + 1}}} \right)}^{n + 1}}}}{{{{\left( {{a^{n - 1}}{b_n}} \right)}^n}}},$$所以 $\dfrac{{{b_{n + 1}}}}{{{b_n}}} = \dfrac{1}{{{a^2}}}$.所以 $\left\{ {{b_n}} \right\}$ 是等比数列.
  2. 若 $a > 1$,求 $\left\{ {{b_n}} \right\}$ 中所有不同两项的乘积之和的极限.
    标注
    • 知识点
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      数列
      >
      数列极限
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      代数变形
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      代数式的形
      >
      拉格朗日恒等式
    答案
    $\dfrac{{{a^4}}}{{{{\left({{a^2} - 1} \right)}^2}\left({{a^2} + 1} \right)}}$
    解析
    因为 ${b_n} = \dfrac{1}{{{a^{2\left( {n - 1} \right)}}}}$.所求乘积之和为$$\dfrac{{{{\left( {{b_1} + {b_2} + \cdots + {b_n}} \right)}^2} - \left( {{b_1}^2 + {b_2}^2 + \cdots + {b_n}^2} \right)}}{2}.$$若 $a > 1$,则乘积之和的极限为$$\dfrac{{\dfrac{1}{{{{\left( {1 - \dfrac{1}{{{a^2}}}} \right)}^2}}} - \dfrac{1}{{1 - \dfrac{1}{{{a^4}}}}}}}{2} = \dfrac{{{a^4}}}{{{{\left( {{a^2} - 1} \right)}^2}\left( {{a^2} + 1} \right)}}.$$
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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