Question

已知數列{a_n}中，a₁=a，a₂=t（常數t＞0），S_n是其前n項和，且．
（Ⅰ）求a的值；
（Ⅱ）試確定數列{a_n}是否是等差數列，若是，求出其通項公式；若不是，說明理由；
（Ⅲ）令，求證：2n＜b₁+b₂+…+b_n＜2n+3．（n∈N^*）．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）遞推式中令n=1，即得a=0；
（Ⅱ）由遞推式，再寫一式，兩式相減，可得（n-2）a_n=（n-1）a_n-1（n≥2），再用疊乘法，可得數列{a_n}是等差數列，從而可求通項公式；
（Ⅲ）確定得=，利用裂項法，即可證得結論．
解答：（Ⅰ）解：令中n=1，即得a=0…（2分）
（Ⅱ）解：由（Ⅰ）得：，即有2S_n=na_n，
又有2S_n-1=（n-1）a_n-1（n≥2）
兩式相減得：2a_n=na_n-（n-1）a_n-1（n≥2），
即（n-2）a_n=（n-1）a_n-1（n≥2），…（5分）
于是（n-3）a_n-1=（n-2）a_n-2，（n-4）a_n-2=（n-3）a_n-3，…，a₃=2a₂（n≥3），
以上n-4個等式相乘得：a_n=（n-1）a₂=（n-1）t（n≥3），…（8分）
經驗證a₁，a₂也適合此式，所以數列{a_n}是等差數列，其通項公式為a_n=（n-1）t．…（9分）
（Ⅲ）證明：由（Ⅱ）可得，從而可得=＞2，
故b₁+b₂+…+b_n＞2n；                                    …（11分）
b₁+b₂+…+b_n=2n+2[（1-）+（-）…+]=2n+2（1+-）＜2n+3
綜上有，2n＜b₁+b₂+…+b_n＜2n+3．（n∈N^*）…（13分）
點評：本題考查數列遞推式，考查數列的通項，考查不等式的證明，確定數列的通項，正確運用求和公式是關鍵．