(本小题满分13分)
已知数列
满足
,且对任意
,都有
.
(Ⅰ)求证:数列
为等差数列;
(Ⅱ)试问数列
中
是否仍是
中的项?如果是,请指出是数列的第几项;如果不是,请说明理由.
(Ⅲ)令
证明:对任意
.
(本小题满分13分)
解: (Ⅰ)
,即
, ……1分
所以
, ……. 2分
所以数列
是以
为首项,公差为
的等差数列. ……3分
(II)由(Ⅰ)可得数列
的通项公式为
,所以
.…… 4分
…….5分
![]()
. …… 7分
因为
, …… 8分
当
时,
一定是正整数,所以
是正整数.
(也可以从k的奇偶性来分析)
所以
是数列
中的项,是第
项. …… 9分
(Ⅲ)证明:由(2)知:
,
…..10分
下面用数学归纳法证明:
对任意
。
(1)当
时,显然
,不等式成立. …..11分
(2)假设当![]()
当![]()
![]()
….12分
即有:
也成立。
综合(i)(ii)知:对任意
……13分