［梅州二模］广东省梅州市2023年高三年级第二次模拟考试数学

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［梅州二模］广东省梅州市2023年高三年级第二次模拟考试数学试卷答案

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2．设数列{a_n}的前n项和为S_n=$\frac{4}{3}$a_n-$\frac{{2}^{n+1}}{3}$+$\frac{2}{3}$，求a_n及T_n=$\sum_{k=1}^{n}\frac{{2}^{k}}{{S}_{k}}$．

分析先证$\frac{n-1}{n}$＜$\frac{n}{n+1}$，再分别令n=2，4，6，…，24，将这12个不等式相乘，即可证明原命题．

解答证明：因为$\frac{1}{n}$＞$\frac{1}{n+1}$（n≥2）恒成立，
所以，1-$\frac{1}{n}$＜1-$\frac{1}{n+1}$，即$\frac{n-1}{n}$＜$\frac{n}{n+1}$，
所以，分别令n=2，4，6，…，24得，
$\frac{1}{2}$＜$\frac{2}{3}$，$\frac{3}{4}$＜$\frac{4}{5}$，$\frac{5}{6}$＜$\frac{6}{7}$，…，$\frac{23}{24}$＜$\frac{24}{25}$，
将这12个不等式同向相乘得，
$\frac{1}{2}$•$\frac{3}{4}$•$\frac{5}{6}$…$\frac{23}{24}$＜$\frac{2}{3}$•$\frac{4}{5}$•$\frac{6}{7}$…$\frac{24}{25}$，
两边再同时乘以：$\frac{1}{2}$•$\frac{3}{4}$•$\frac{5}{6}$…$\frac{23}{24}$（即左式）得，
（$\frac{1}{2}$•$\frac{3}{4}$•$\frac{5}{6}$…$\frac{23}{24}$）²＜（$\frac{2}{3}$•$\frac{4}{5}$•$\frac{6}{7}$…$\frac{24}{25}$）•（$\frac{1}{2}$•$\frac{3}{4}$•$\frac{5}{6}$…$\frac{23}{24}$）=$\frac{1}{25}$，
两边开方得，$\frac{1}{2}$•$\frac{3}{4}$•$\frac{5}{6}$…$\frac{23}{24}$＜$\frac{1}{5}$，即证．

点评本题主要考查了运用综合法证明不等式，其中$\frac{n-1}{n}$＜$\frac{n}{n+1}$是证明的关键，属于中档题．

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