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设数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=1,2Snn=an+1-13n2-n-23,n∈N*.(1)求a2的值;(2)求数列{an}的通项公式;(3)证明:对一切正整数n,有1a1+1a2+…+1an<74.
题目详情
设数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=1,
=an+1-
n2-n-
,n∈N*.
(1)求a2的值;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)证明:对一切正整数n,有
+
+…+
<
.
2Sn |
n |
1 |
3 |
2 |
3 |
(1)求a2的值;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)证明:对一切正整数n,有
1 |
a1 |
1 |
a2 |
1 |
an |
7 |
4 |
▼优质解答
答案和解析
(1)∵
=an+1-
n2-n-
,n∈N.
∴当n=1时,2a1=2S1=a2-
-1-
=a2-2.
又a1=1,∴a2=4.
(2)∵
=an+1-
n2-n-
,n∈N.
∴2Sn=nan+1-
n3-n2-
n
=nan+1-
,①
∴当n≥2时,2Sn-1=(n-1)an-
,②
由①-②,得2Sn-2Sn-1=nan+1-(n-1)an-n(n+1),
∵2an=2Sn-2Sn-1,∴2an=nan+1-(n-1)an-n(n+1),
∴
-
=1,∴数列{an}是以首项为1,公差为1的等差数列.
∴
=1+1×(n-1)=n,∴an=n2(n≥2),
当n=1时,上式显然成立.∴an=n2,n∈N*.
(3)证明:由(2)知,an=n2,n∈N*,
①当n=1时,
=1<
,∴原不等式成立.
②当n=2时,
+
=1+
<
,∴原不等式成立.
③当n≥3时,∵n2>(n-1)•(n+1),
∴
<
,
∴
2Sn |
n |
1 |
3 |
2 |
3 |
∴当n=1时,2a1=2S1=a2-
1 |
3 |
2 |
3 |
又a1=1,∴a2=4.
(2)∵
2Sn |
n |
1 |
3 |
2 |
3 |
∴2Sn=nan+1-
1 |
3 |
2 |
3 |
=nan+1-
n(n+1)(n+2) |
3 |
∴当n≥2时,2Sn-1=(n-1)an-
(n−1)n(n+1) |
3 |
由①-②,得2Sn-2Sn-1=nan+1-(n-1)an-n(n+1),
∵2an=2Sn-2Sn-1,∴2an=nan+1-(n-1)an-n(n+1),
∴
an+1 |
n+1 |
an |
n |
∴
an |
n |
当n=1时,上式显然成立.∴an=n2,n∈N*.
(3)证明:由(2)知,an=n2,n∈N*,
①当n=1时,
1 |
a1 |
7 |
4 |
②当n=2时,
1 |
a1 |
1 |
a2 |
1 |
4 |
7 |
4 |
③当n≥3时,∵n2>(n-1)•(n+1),
∴
1 |
n2 |
1 |
(n−1)•(n+1) |
∴
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