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解答题已知数列{an}的前n项和为Sn 且对任意正整数n都有2Sn=(n+2)an-1

时间:2021-08-30 02:45:01

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解答题已知数列{an}的前n项和为Sn 且对任意正整数n都有2Sn=(n+2)an-1

问题补充:

解答题已知数列{an}的前n项和为Sn,且对任意正整数n都有2Sn=(n+2)an-1.

(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;

(Ⅱ)设,求.

答案:

解:(Ⅰ)法一:在2Sn=(n+2)an-1中,

令n=1,得2a1=3?a1-1,求得a1=1,

令n=2,得2(a1+a2)=4a2-1,求得a2=;

令n=3,得2(a1+a2+a3)=5?a3-1,求得a3=2;

令n=4,得2(a1+a2+a3+a4)=6?a4-1,求得a4=.

由此猜想:an=.??…

下面用数学归纳法证明.

(1)当n=1时,a1==1,命题成立.

(2)假设当n=k时,命题成立,即ak=,且2Sk=(k+2)ak-1,则由2Sk+1=(k+3)ak+1-1及Sk+1=Sk+ak+1,得(k+3)ak+1-1=2Sk+2ak+1,即(k+3)ak+1-1=[(k+2)ak-1]+2ak+1.则ak+1==,这说明当n=k+1时命题也成立.根据(1)、(2)可知,对一切n∈N*命题均成立.????????????????????????…(6分)

法二:在2Sn=(n+2)an-1中,令n=1,求得a1=1.

∵2Sn=(n+2)an-1,

∴2Sn-1=(n+1)an-1-1.??

当n≥2时,两式相减得:2(Sn-Sn-1)=(n+2)an-(n+1)an-1,

即??2?an=(n+2)an-(n+1)an-1整理得,.?…(3分)

∴an=??…???a1=??…???1=.???

当n=1时,an=,满足上式,

∴an=.…(6分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知an=,

则==2(-),

=2[(-)+(-)+(-)+…+(-)+(-)]

=2(+--).

∴=.解析分析:(I)法一:在2Sn=(n+2)an-1中,分别令n=1,2,3,4.求得a1,a2,a3,a4.由此猜想:an=.下面用数学归纳法证明.法二:在2Sn=(n+2)an-1中,仿写一个等式,两式相减,得到数列的项的递推关系,据此递推关系,利用累乘法求出通项.(Ⅱ)由(Ⅰ)知an=,则==2(-),从而利用拆项法求和2得到Tn=(+--).最后求出其根限即可.点评:本小题主要考查数列、数列的求和、数学归纳法、数列的极限等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.若知数列的和与项的递推关系求通项,常采用仿写的方法;求数列的前n项和,一般先判断通项的特点,然后采用合适的求和方法.属于中档题

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