已知数列{an}的首项为1,前n项和为Sn,且满足an+1=3Sn,n∈N*.数列{bn}满足bn=log4an. (I)求数列{an}的通项公式; (II)当n≥2时,试比较b1+b2+…+bn与1/2(n−1)2的大小,并说明理由.

问题描述:

已知数列{an}的首项为1,前n项和为Sn,且满足an+1=3Sn,n∈N*.数列{bn}满足bn=log4an
(I)求数列{an}的通项公式;
(II)当n≥2时,试比较b1+b2+…+bn

1
2
(n−1)2的大小,并说明理由.

(I)由an+1=3Sn(1),得an+2=3Sn+1(2),
由(2)-(1)得an+1-an+1=3an+1
整理,得

an+2
an+1
=4,n∈N*
所以,数列a2,a3,a4,…,an,是以4为公比的等比数列.
其中,a2=3S1=3a1=3,
所以an
1 n=1
3•4n−2 n≥2,n∈N*

(II)由题意,bn
0 n=1
log43+(n−2) n≥2,n∈N*

当n≥2时,b1+b2+b3+…+bn
=0+(log43+0)+(log43+1)+…+(log43+n-2)
=(n−1)log43+
1
2
(n−2)(n−1)

=
n−1
2
[2log43−1+(n−1)]

=
n−1
2
[log4
9
4
+(n−1)]>
(n−1)2
2

所以b1+b2+b3++bn
(n−1)2
2