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22
数列
★★★★★
在数列
{
a
n
}
\{a_{n}\}
{
a
n
}
中,
a
1
=
0
a_{1} = 0
a
1
=
0
,且对任意
k
∈
N
∗
k \in \mathbf{N}^*
k
∈
N
∗
,
a
2
k
−
1
a_{2k-1}
a
2
k
−
1
,
a
2
k
a_{2k}
a
2
k
,
a
2
k
+
1
a_{2k+1}
a
2
k
+
1
成等差数列,其公差为
d
k
d_{k}
d
k
.
(1) 若
d
k
=
2
k
d_{k} = 2k
d
k
=
2
k
,证明
a
2
k
a_{2k}
a
2
k
,
a
2
k
+
1
a_{2k+1}
a
2
k
+
1
,
a
2
k
+
2
a_{2k+2}
a
2
k
+
2
成等比数列(
k
∈
N
∗
k \in \mathbf{N}^*
k
∈
N
∗
); (2) 若对任意
k
∈
N
∗
k \in \mathbf{N}^*
k
∈
N
∗
,
a
2
k
a_{2k}
a
2
k
,
a
2
k
+
1
a_{2k+1}
a
2
k
+
1
,
a
2
k
+
2
a_{2k+2}
a
2
k
+
2
成等比数列,其公比为
q
k
q_k
q
k
.
(i) 设
q
1
≠
1
q_{1} \neq 1
q
1
=
1
. 证明
{
1
q
k
−
1
}
\left\{\frac{1}{q_{k}-1}\right\}
{
q
k
−
1
1
}
是等差数列; (ii) 若
a
2
=
2
a_2 = 2
a
2
=
2
,证明
3
2
<
2
n
−
∑
k
=
2
n
k
2
a
k
⩽
2
\frac{3}{2} < 2n - \sum_{k=2}^{n} \frac{k^2}{a_k} \leqslant 2
2
3
<
2
n
−
∑
k
=
2
n
a
k
k
2
⩽
2
(
n
⩾
2
n \geqslant 2
n
⩾
2
).
2010 · 天津 · 理 · 第 22 题 · 解答题
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