Question

設數列{a_n}具有以下性質：①a₁=1；②當n∈N^*時，a_n≤a_n+1．
（Ⅰ）請給出一個具有這種性質的數列，使得不等式

a 21

a2

+

a 22

a3

+

a 23

a4

+…+

a 2n

an+1

＜

3

2

對于任意的n∈N^*都成立，并對你給出的結果進行驗證（或證明）；
（Ⅱ）若bn=(1-

an

an+1

)

1

an+1

，其中n∈N^*，且記數列{b_n}的前n項和B_n，證明：0≤B_n＜2．

Answer 1

（Ⅰ）令

a 21

a2

=1，

a 22

a3

=

1

3

，

a 23

a4

=

1

32

，…，

a 2n

an+1

=

1

3n-1

，
則無窮數列{a_n}可由a₁=1，a_n+1=3^n-1a_n²（n≥1）給出．
顯然，該數列滿足a₁=1，a_n≤a_n+1（n∈N^*），
且

a 21

a2

+

a 22

a3

+…+

a 2n

an+1

=1+

1

3

+…+

1

3n-1

=

3

2

(1-

1

3n

)＜

3

2

------------------（6分）
（Ⅱ）證明∵bn=(1-

an

an+1

)

1

an+1

，an≤an+1，∴b_n≥0．
∴B_n=b₁+b₂+…+b_n≥0．-------------------------（8分）
又bn=(1-

an

an+1

)

1

an+1

=

an

an+1

(

1

an

-

1

an+1

)
=

an

an+1

(

1

an

-

1

an+1

)(

1

an

+

1

an+1

)
=(

1

an

-

1

an+1

)(

an an+1

+

an

an+1

)≤2(

1

an

-

1

an+1

)．
∴Bn≤2(

1

a1

-

1

an+1

)＜

2

a1

=2．
∴0≤B_n＜2．--------------------------------（14分）