Question

（本小題滿分12分）
已知數列中，，，其前項和為，且當時，．
（Ⅰ）求證：數列是等比數列；
（Ⅱ）求數列的通項公式；
（Ⅲ）令，記數列的前項和為，證明對于任意的正整數，都有成立．

Answer 1

．（Ⅰ）證明：當時，，
所以．
又由，可推知對一切正整數均有，
∴數列是等比數列．                                    ………３分
（Ⅱ）解：由（Ⅰ）知等比數列的首項為1，公比為4，  
∴．
當時，，
又，
∴                                ………６分
（Ⅲ）證明：當時，，此時

，
又，
∴．                      ………８分
，
當時，＝

．                                 ……… 1１分
又因為對任意的正整數都有所以單調遞增，即，
所以對于任意的正整數，都有成立．　　　　　　……… １２分

略