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已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1(n∈N*).(1)计算a2,a3,a4的值,猜想数列{an}的通项公式,并用数学归纳法证明;(2)若p,q,r是三个互不相等的正整数,且p,q,r成等差数列,试判断ap,aq,ar是否成等比数列?并说明理由.

2019-05-23

已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1(n∈N*).
(1)计算a2,a3,a4的值,猜想数列{an}的通项公式,并用数学归纳法证明;
(2)若p,q,r是三个互不相等的正整数,且p,q,r成等差数列,试判断ap,aq,ar是否成等比数列?并说明理由.
优质解答
(1)由已知a1=1,an+1=2an+1,
可得,n=1时,a2=2+1=3;
n=2时,a3=6+1=7;
n=3时,a4=14+1=15.…(3分)

由此猜想 an=2n-1.…(4分)
证明:①当n=1时,由已知,a1=21-1=1,满足条件.
…(6分)
②假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即ak=2k-1.…(7分)
则n=k+1时,
ak+1=2ak+1=2(2k-1)+1=2k+1-1.
所以 当n=k+1时,猜想也成立.
根据①和②,可知猜想对于任何n∈N*都成立.…(9分)
(2)∵p,q,r成等差数列,
∴p+r=2q.
假设ap,aq,ar成等比数列,
则ap•ar=aq2,…(10分)
即(2p-1)(2r-1)=(2q-1)2
化简得:2p+2r=2×2q.(*)        …(11分)
∵p≠r,
∴2p+2r>2
2p×2q
=2×2q
这与(*)式矛盾,故假设不成立.…(13分)
∴ap,aq,ar不是等比数列.…(14分)
(1)由已知a1=1,an+1=2an+1,
可得,n=1时,a2=2+1=3;
n=2时,a3=6+1=7;
n=3时,a4=14+1=15.…(3分)

由此猜想 an=2n-1.…(4分)
证明:①当n=1时,由已知,a1=21-1=1,满足条件.
…(6分)
②假设当n=k(k∈N*)时猜想成立,即ak=2k-1.…(7分)
则n=k+1时,
ak+1=2ak+1=2(2k-1)+1=2k+1-1.
所以 当n=k+1时,猜想也成立.
根据①和②,可知猜想对于任何n∈N*都成立.…(9分)
(2)∵p,q,r成等差数列,
∴p+r=2q.
假设ap,aq,ar成等比数列,
则ap•ar=aq2,…(10分)
即(2p-1)(2r-1)=(2q-1)2
化简得:2p+2r=2×2q.(*)        …(11分)
∵p≠r,
∴2p+2r>2
2p×2q
=2×2q
这与(*)式矛盾,故假设不成立.…(13分)
∴ap,aq,ar不是等比数列.…(14分)
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