解答:解:(I)证明:记
In=| n |
 |
| k=1 |
,则
I1=<I2<<In.(2分)
而
In=| n |
 |
| k=1 |
≤ | | n |  | | k=1 | •| n |  | | k=1 |
|
.(4分)
因为a
1=1,a
n+1=a
n+2n,所以a
k+1-1=k(k+1).(5分)
从而有
| n |
 |
| k=1 |
=| n |
 |
| k=1 |
=1-<1.①
又因为
bk+1=bk+=,所以
==-,
即
=-.从而有
| n |
 |
| k=1 |
=-≤=1.②(6分)
由(1)和(2)即得I
n<1.综合得到
≤In<1.
左边不等式的等号成立当且仅当n=1时成立.(7分)
(II)不妨设
an+=(an-1+)(n≤2)即
an=an-1+与
an=an-1+比较系数得c=1.
即
an+=()nan+=(an-1+)又
a1+=,故{
an+}是首项为
公比为
的等比数列,
故
an=()n-(10分)
这一问是数列、二项式定理及不等式证明的综合问题.综合性较强.
即证(
)(m-n+1)≤,当m=n时显然成立.易验证当且仅当m=n=2时,等号成立.
设
bn=()(m-n+1)下面先研究其单调性.当m>n时,
| | =()-()=()-(1+), | | ∴()m=()-1(1+)m>(1+m•)=>1∴bn>bn+1 |
| |
(12分)
即数列{b
n}是递减数列.因为n≥2,故只须证
b2≤,即证
()≤.事实上,
()m>1+Cm^ •+Cm2•=->故上不等式成立.综上,原不等式成立.