Question

設(shè)各項(xiàng)為正的數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和為S_n且滿足：

Sn

an

=

an+1

2

．
（Ⅰ）求a_n；
（Ⅱ）求Tn=

1

S1

+

1

S2

+…+

1

Sn

；
（Ⅲ）設(shè)m，n，p∈N^*且m+n=2p，求證：

1

S 2 m

+

1

S 2 n

≥

2

S 2 p

．

Answer 1

分析：（I）先化簡，然后根據(jù)a_n=S_n-S_n-1進(jìn)行化簡可得（a_n+a_n-1）（a_n-a_n-1-1）=0，而a_n＞0，則a_n-a_n-1=1，故{a_n}為等差數(shù)列，求出通項(xiàng)，注意驗(yàn)證首項(xiàng)；
（II）求出Sn，然后利用裂項(xiàng)求和的方法進(jìn)行求和即可求出Tn的值；
（III）根據(jù)m+n=2p，則mn≤p²，然后根據(jù)基本不等式可得S_mS_n≤S_P²，從而證得不等式成立．

解答：解：（Ⅰ）∵

Sn

an

=

an+1

2

，∴2S_n=a_n²+a_n（n≥1）…①，2S_n-1=a_n-1²+a_n-1（n≥2）…②
①-②得：2a_n=a_n²-a_n-1²+a_n-a_n-1⇒（a_n+a_n-1）（a_n-a_n-1-1）=0
∵a_n＞0，∴a_n-a_n-1=1，故{a_n}為等差數(shù)列，又在①中令n=1得a₁=1，
∴a_n=1+（n-1）•1=n…（4分）
（Ⅱ）∵a_n=n，∴Sn=

n(n+1)

2

，
∴Tn=

1

S1

+

1

S2

+…+

1

Sn

=

2

1×2

+

2

2×3

+…+

2

n(n+1)

=2[(1-

1

2

)+(

1

2

-

1

3

)+…+(

1

n

-

1

n+1

)]=

2n

n+1

．…（8分）
（Ⅲ）∵m+n=2p，∴mn≤p²，…（9分）
∴SmSn=

1

4

mn[(a1+am)(a1+an)]=

1

4

mn[

a

2 1

+a1(am+an)+aman]≤

1

4

mn(

a

2 1

+2a1ap+

a

2 p

)=

mn

p2

[

(a1+ap)p

2

]2≤

S

2 p

，…（11分）
∴

1

S 2 m

+

1

S 2 n

≥2

1 S 2 m S 2 n

≥

2

S 2 p

，即

1

S 2 m

+

1

S 2 n

≥

2

S 2 p

．…（12分）

點(diǎn)評：本題主要考查了等差數(shù)列的通項(xiàng)公式，以及裂項(xiàng)求和法求數(shù)列的和與基本不等式的應(yīng)用，屬于中檔題．