Question

設數(shù)列{a_n}滿足a₁=2，a_n+1=a_n+

1

an

（n=1，2，…）．
（1）證明a_n＞

2n+1

對一切正整數(shù)n都成立；
（2）令b_n=

an

n

（n=1，2，…），判定b_n與b_n+1的大小，并說明理由．

Answer 1

考點：數(shù)列遞推式

專題：點列、遞歸數(shù)列與數(shù)學歸納法

分析：（1）根據(jù)數(shù)列的遞推關系即可證明a_n＞

2n+1

對一切正整數(shù)n都成立；
（2）根據(jù)數(shù)列的遞推關系判斷

bn+1

bn

＜1即可．

解答： （1）證法一：當n=1時，a₁=2＞

2×1+1

，不等式成立．
假設n=k時，a_k＞

2k+1

成立，
當n=k+1時，a_k+1²=a_k²+

1

ak2

+2＞2k+3+

1

ak 2

＞2（k+1）+1，
∴當n=k+1時，a_k+1＞

2(k+1)+1

成立．
綜上，由數(shù)學歸納法可知，a_n＞

2n+1

對一切正整數(shù)成立．
證法二：當n=1時，a₁=2＞

3

=

2×1+1

結(jié)論成立．
假設n=k時結(jié)論成立，即a_k＞

2k+1

，
當n=k+1時，由函數(shù)f（x）=x+

1

x

（x＞1）的單調(diào)遞增性和歸納假設有
a_k+1=a_k+

1

ak

＞

2k+1

+

1

2k+1

=

2k+1+1

2k+1

=

2k+2

2k+1

=

4k2+8k+4

2k+1

＞

(2k+3)(2k+1)

2k+1

=

2k+3

．
∴當n=k+1時，結(jié)論成立．
因此，a_n＞

2n+1

對一切正整數(shù)n均成立．
（2）解：

bn+1

bn

=

an+1 n+1

an n

=（1+

1

an2

）

n

n+1

＜（1+

1

2n+1

）

n

n+1

=

2(n+1) n

(2n+1) n+1

=

2 n(n+1)

2n+1

=

(n+ 1 2 )2- 1 4

n+ 1 2

＜1．
故b_n+1＜b_n．

點評：本題主要考查數(shù)列和不等式的綜合應用，考查學生的運算能力．