1. (2009)设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =kn 2+n ,n ∈N ,其中k 是常数. (I ) 求a 1及a n ;
(II )若对于任意的m ∈N ,a m ,a 2m ,a 4m 成等比数列,求k 的值.
2. (2009)设数列{a n }的通项公式为a n =pn +q (n ∈N *, P >0) . 数列{b n }定义如下:对于正整数m ,b m 是使得不等式a n ≥m 成立的所有n 中的最小值. (Ⅰ)若p =
*
*
11
, q =-,求b 3; 23
(Ⅱ)若p =2, q =-1,求数列{b m }的前2m 项和公式;
(Ⅲ)是否存在p 和q ,使得b m =3m +2(m ∈N *) ?如果存在,求p 和q 的取值范围;如果不存在,请说明理由.
3. (2009)已知数列{(Ⅰ)求数列{(Ⅱ)设
}与{
} 的前n 项和}的通项公式;
,数列{}的前n 项和
,证明:当且仅当n ≥3时,<
4. (2009江西卷文)数列{a n }的通项a n =n (cos(1) 求S n ; (2) b n =
22
n πn π-sin 2) ,其前n 项和为S n . 33
S 3n
, 求数列{b n }的前n 项和T n . n ⋅4n
5. (2009天津卷文)已知等差数列{a n }的公差d 不为0,设S n =a 1+a 2q + +a n q n -1
T n =a 1-a 2q + +(-1) n -1a n q n -1, q ≠0, n ∈N *
(Ⅰ)若q =1, a 1=1, S 3=15 ,求数列{a n }的通项公式; (Ⅱ)若a 1=d , 且S 1, S 2, S 3成等比数列,求q 的值。 (Ⅲ)若q ≠±1, 证明(1-q )S 2n
2dq (1-q 2n ) *
-(1+q ) T 2n =, n ∈N 2
1-q
6. (2009湖北卷文)已知{an }是一个公差大于0的等差数列, 且满足a 3a 6=55, a2+a7=16. (Ⅰ) 求数列{an }的通项公式:
(Ⅱ)若数列{an }和数列{bn }满足等式:a n =={bn }的前n 项和S n
7. (2008四川卷). 设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知ba n -2=(b -1)S n
n
n -1(Ⅰ)证明:当b =2时,a n -n ⋅2是等比数列;
b 1b 2b 3b
+2+3+... n (n 为正整数) ,求数列2222n
{}
(Ⅱ)求{a n }的通项公式
8. (2008江西卷)数列{a n }为等差数列,a n 为正整数,其前n 项和为S n ,数列{b n }为等比数列,且a 1=3, b 1=1,数列{b a n }是公比为64的等比数列,b 2S 2=64. (1)求a n , b n ; (2)求证
1113
++ +
9.(武汉市2008届高中毕业生二月调研测试文科数学试题) 设数列{a n }的前n 项和
s n =(-1) n (2n 2+4n +1) -1,n ∈Ne +。
(-1) n
(1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)记b n =,求数列{b n }前n 项和T n
a n
10.(15分) 已知数列{a n },{b n }满足a 1=2,2a n =1+a n a n +1,b n =a n -1,数列{b n }的前n
项和为S n ,T n =S 2n -S n .
(1)求数列{b n }的通项公式; (2)求证:T n +1>T n ;
n +11
11.(20分)(2009·全国卷Ⅰ) 在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=(1+) a n +n 2
a (1)设b n ={b n }的通项公式;
n
(2)求数列{a n }的前n 项和S n .
13、(本小题满分l4分)
已知数列{a n }中的相邻两项a 2k -1和a 2k 是关于x 的方程x -(3k +2)x +3k 2=0的两个根,且a 2k -1≤a 2k (k =1, 2, 3,...) 。 (I)求a 1,a 3,a 5,a 7;
(II)求数列{a n }的前2n 项和S 2n ;
2
k
k
1|sin n |(-1) f (2) (-1) f (3) (-1) f (4) (-1) f (n +1)
(III)记f (n ) =(, +3),T n =+++... +
2sin n a 1a 2a 3a 4a 5a 6a 2n -1a 2n
求证:
12.(本小题满分14分)
已
知
数
列
15
≤T n ≤(n ∈N *) 。 624
{a n }与{b n }
(
∈
*
满足
b n +1
+
=(-+a n
n
+1
3+-n -1
b n 2=2
1且1=
, b n
)
1
, n
(Ⅰ)求a 2, a 3的值;
(Ⅱ)设c n =a 2n +1-a 2n -1, n ∈N *,证明{c n }是等比数列;
S 2n -1S 2n S 1S 21
(Ⅲ)设S n 为{a n }的前n 项和,证明++ ++≤n -(n ∈N *).
a 1a 2a 2n -1a 2n 3
22.(本小题满分14分)
在数列{a n }与{b n }中,a 1=1,b 1=4,数列{a n }的前n 项和S n 满足nS n +1-(n +3) S n =0,
2a n +1为b n 与b n +1的等比中项,n ∈N *.
(Ⅰ)求a 2,b 2的值;
(Ⅱ)求数列{a n }与{b n }的通项公式;
(Ⅲ)设T n =(-1) a 1b 1+(-1) a 2b 2+…+(-1) n b n ,n ∈N *,证明T n
a
(18)(本小题满分l 3分)
3332
已知数列{a n }满足对一切n ∈N *有a n >0,且a 1,其中+a 2+... +a n =S n
S n =a 1+a 2+... +a n .
2 ( I )求证:对一切n ∈N *有a n +1-a n +1=2S n ;
(II)求数列{a n }通项公式;
(Ⅲ) 设数列{b n }满足b n =2n a n ,T n 为数列{b n }的前n 项和,求T n 的表达式.
参考答案 1、解(Ⅰ)当
,
()
经验,(Ⅱ)即对任意的
成立,
()式成立,
成等比数列,
, ,整理得:
,
2. 【解析】本题主要考查数列的概念、数列的基本性质,考查运算能力、推理论证能力、 分类讨论等数学思想方法.本题是数列与不等式综合的较难层次题.
解(Ⅰ)由题意,得,解,得.
∴成立的所有n 中的最小整数为7,即
,
.
(Ⅱ)由题意,得
对于正整数,由根据当∴
的定义可知
时,
,得.
;当时,
.
.
(Ⅲ)假设存在p 和q 满足条件,由不等式∵
, 根据
及得.
的定义可知,对于任意的正整数m 都有
,即对任意的正整数m 都成立.
当(或)时,得(或),
这与上述结论矛盾!
当,即时,得
;
,解得.
∴ 存在p 和q ,使得
p 和q 的取值范围分别是,..
3、【思路】由在求出
后,进而得到
可求出,这是数列中求通项的常用方法之一,
,接下来用作差法来比较大小,这也是一常用方法。
【解析】(1)由于当又当
时
, 时
数列项与等比数列, 其首项为1,
公比为
(2)由(1)
知
由即即
又时成立, 即时,
由于恒成立.
因此, 当且仅当
4、解: (1) 由于, 故
,
故
()
(2)
两式相减得
故
5. (1)解:由题设,代入解得
,所以
(2)解:当所以
,即
,则
①
②
①-②得,
①+②得,
③
③式两边同乘以 q,得
,注意到
成等比数列,,整理得
(3)证明:由题设,可得
所以(3)证明:=因为
,所以
若若
,取i=n, ,取i 满足
,且
,且
,
由(1)(2)及题设知,
① 当即
时,
,
,由
,
所以因此
② 当综上,
时,同理可得
因此
6、解(1)解:设等差数列由a 2+a7=16. 得由由①得
得
的公差为d ,则依题设d>0 ①
②
将其代入②得。即
(2)令
两式相减得于是
=
7、解 由题意知
-4=,且
两式相减得即
①
时,由①知
(Ⅰ)当
于是
又(Ⅱ)当 当
,所以
时,由(Ⅰ)知时,由由①得
是首项为1,公比为2的等比数列。 ,即
因此
得
8、解:(1)设
,
的公差为
,
的公比为,则
为正整数,
依题意有由解①得故(2)
知为正有理数,故
① 为的因子
之一,
∴
9、解:(1)数列在n=1时,在
时,
而n=1时,故所求数列
满足通项
………………………………(7分)
的前n 项之和
(2)∵
因此数列
的前n 项和………………………(12分)
10、解:(1)由b n =a n -1得a n =b n +1,代入2a n =1+a n a n +1,得
11
2(b n +1) =1+(b n +1)(b n +1+1) ,整理,得b n b n +1+b n +1-b n =0,从而有bn +1-bn =1,∵b 1=a 1-1=2-1=1,
1
∴{bn }是首项为1,公差为1的等差数列, 11∴bn =n ,即b n =n . 11
(2)∵S n =1+2+…+n ,
111
∴T n =S 2n -S n =n +1+n +2+…+2n , 11111
T n +1=n +2+n +3+…+2n +2n +1+2n +2,
111111
T n +1-T n =2n +1+2n +2-n +1>2n +2+2n +2-n +1=0,(∵2n +1T n .
an +1an 1
11、解:(1)由已知得b 1=a 1=1,且n +1=n +2n , 1
即b n +1=b n +2n , 1
从而b 2=b 1+2, 1
b 3=b 2+22, …
1
b n =b n -1+2n -1(n ≥2) ,
1111
于是b n =b 1+2+22+…+2n -1=2-2n -1(n ≥2) . 又b 1=1,故所求数列{b n }的通项公式为b n =1n
(2)由(1)知a n =n (2-2n -1) =2n -2n -1. n k n k
令T n = 2k -1,则2T n = 2k -2,
n -11n n +2
于是T n =2T n -T n = 2k -1-2n -1=4-2n -1.
n +2
又n (2k ) =n (n +1) ,所以S n = n (n +1) +2n -1-4.
(12)本小题主要考查等比数列的定义、数列求和等基础知识,考查运算能力、推理论证能力、综合分析能力和解决问题的能力及分类讨论的思想方法。满分14分。
2-12n -1
.
(Ⅰ)解:由
又
,
,可得
当当
①
(Ⅱ)证明:对任意
②
②-①,得所以
是等比数列。
,由(Ⅱ)知,当
时,
(Ⅲ)证明:
故对任意
由①得
因此,
于是,故
22.本小题主要考查等差数列的概念、通项公式及前n 项和公式、等比数列的概念、等比中项、不等式证明、数学归纳法等基础知识,考查运算能力和推理论证能力及分类讨论的思想方法.满分14分.
2
(Ⅰ)解:由题设有a 1+a 2-4a 1=0,a 1=1,解得a 2=3.由题设又有4a 2=b 2b 1,b 1=4,
解得b 2=9.
(Ⅱ)解法一:由题设nS n +1-(n +3) S n =0,a 1=1,b 1=4,及a 2=3,b 2=9, 进一步可得a 3=6,b 3=16,a 4=10,b 4=25,猜想
a n =
n (n +1) *2
,b n =(n +1) ,n ∈N . 2
n (n +1) *
,n ∈N . 2
1⨯(1+1)
当n =1时,a 1=,等式成立.当n ≥2时用数学归纳法证明如下:
2
2⨯(2+1)
(1)当n =2时,a 2=,等式成立.
2
k (k +1)
(2)假设当n =k 时等式成立,即a k =,k ≥2.
2
先证a n =由题设,
kS k +1=(k +3) S k , ①
(k -1) S k =(k +2) S k -1.
②
①的两边分别减去②的两边,整理得ka k +1=(k +2) a k ,从而
k +2k +2k (k +1) (k +1) [(k +1) +1]a k +1=a k ==.
k k 22
这就是说,当n =k +1时等式也成立.根据(1)和(2)可知,等式a n =的n ≥2成立. 综上所述,等式a n =
n (n +1)
对任何2
n (n +1) *
对任何的n ∈N 都成立. 2
*
再用数学归纳法证明b n =(n +1) 2,n ∈N . (1)当n =1时,b 1=(1+1) 2,等式成立.
(2)假设当n =k 时等式成立,即b k =(k +1) 2,那么
24a k (k +1) 2(k +2) 22+1
b k +1===(k +1) +1[]. 2
b k (k +1)
这就是说,当n =k +1时等式也成立.根据(1)和(2)可知,等式b n =(n +1) 2对任何的
n ∈N *都成立.
解法二:由题设
nS n +1=(n +3) S n , ① (n -1) S n =(n +2) S n -1. ②
①的两边分别减去②的两边,整理得na n +1=(n +2) a n ,n ≥2,所以
2a 3=4a 2,
3a 4=5a 3,
……
(n -1) a n =(n +1) a n -1,n ≥3.
将以上各式左右两端分别相乘,得
(n -1)! a n =
(n +1)!
a 2, 6
由(Ⅰ)并化简得
n (n +1) n (n +1)
a 2=,n ≥3. 62
上式对n =1,2也成立. a n =
222
由题设有b n +1b n =4a n +1,所以b n +1b n =(n +2) (n +1) ,即
b n b n +1*
n ∈N =1,. 22
(n +1) (n +2)
令x n =
b n 1
,则,即.由x 1=1得x n =1,n ≥1.所以 x =x x =1n +1n n +12
(n +1) x n
b n
=1.即 2
(n +1)
b n =(n +1) 2,n ≥1.
1. (2009)设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =kn 2+n ,n ∈N ,其中k 是常数. (I ) 求a 1及a n ;
(II )若对于任意的m ∈N ,a m ,a 2m ,a 4m 成等比数列,求k 的值.
2. (2009)设数列{a n }的通项公式为a n =pn +q (n ∈N *, P >0) . 数列{b n }定义如下:对于正整数m ,b m 是使得不等式a n ≥m 成立的所有n 中的最小值. (Ⅰ)若p =
*
*
11
, q =-,求b 3; 23
(Ⅱ)若p =2, q =-1,求数列{b m }的前2m 项和公式;
(Ⅲ)是否存在p 和q ,使得b m =3m +2(m ∈N *) ?如果存在,求p 和q 的取值范围;如果不存在,请说明理由.
3. (2009)已知数列{(Ⅰ)求数列{(Ⅱ)设
}与{
} 的前n 项和}的通项公式;
,数列{}的前n 项和
,证明:当且仅当n ≥3时,<
4. (2009江西卷文)数列{a n }的通项a n =n (cos(1) 求S n ; (2) b n =
22
n πn π-sin 2) ,其前n 项和为S n . 33
S 3n
, 求数列{b n }的前n 项和T n . n ⋅4n
5. (2009天津卷文)已知等差数列{a n }的公差d 不为0,设S n =a 1+a 2q + +a n q n -1
T n =a 1-a 2q + +(-1) n -1a n q n -1, q ≠0, n ∈N *
(Ⅰ)若q =1, a 1=1, S 3=15 ,求数列{a n }的通项公式; (Ⅱ)若a 1=d , 且S 1, S 2, S 3成等比数列,求q 的值。 (Ⅲ)若q ≠±1, 证明(1-q )S 2n
2dq (1-q 2n ) *
-(1+q ) T 2n =, n ∈N 2
1-q
6. (2009湖北卷文)已知{an }是一个公差大于0的等差数列, 且满足a 3a 6=55, a2+a7=16. (Ⅰ) 求数列{an }的通项公式:
(Ⅱ)若数列{an }和数列{bn }满足等式:a n =={bn }的前n 项和S n
7. (2008四川卷). 设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知ba n -2=(b -1)S n
n
n -1(Ⅰ)证明:当b =2时,a n -n ⋅2是等比数列;
b 1b 2b 3b
+2+3+... n (n 为正整数) ,求数列2222n
{}
(Ⅱ)求{a n }的通项公式
8. (2008江西卷)数列{a n }为等差数列,a n 为正整数,其前n 项和为S n ,数列{b n }为等比数列,且a 1=3, b 1=1,数列{b a n }是公比为64的等比数列,b 2S 2=64. (1)求a n , b n ; (2)求证
1113
++ +
9.(武汉市2008届高中毕业生二月调研测试文科数学试题) 设数列{a n }的前n 项和
s n =(-1) n (2n 2+4n +1) -1,n ∈Ne +。
(-1) n
(1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)记b n =,求数列{b n }前n 项和T n
a n
10.(15分) 已知数列{a n },{b n }满足a 1=2,2a n =1+a n a n +1,b n =a n -1,数列{b n }的前n
项和为S n ,T n =S 2n -S n .
(1)求数列{b n }的通项公式; (2)求证:T n +1>T n ;
n +11
11.(20分)(2009·全国卷Ⅰ) 在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=(1+) a n +n 2
a (1)设b n ={b n }的通项公式;
n
(2)求数列{a n }的前n 项和S n .
13、(本小题满分l4分)
已知数列{a n }中的相邻两项a 2k -1和a 2k 是关于x 的方程x -(3k +2)x +3k 2=0的两个根,且a 2k -1≤a 2k (k =1, 2, 3,...) 。 (I)求a 1,a 3,a 5,a 7;
(II)求数列{a n }的前2n 项和S 2n ;
2
k
k
1|sin n |(-1) f (2) (-1) f (3) (-1) f (4) (-1) f (n +1)
(III)记f (n ) =(, +3),T n =+++... +
2sin n a 1a 2a 3a 4a 5a 6a 2n -1a 2n
求证:
12.(本小题满分14分)
已
知
数
列
15
≤T n ≤(n ∈N *) 。 624
{a n }与{b n }
(
∈
*
满足
b n +1
+
=(-+a n
n
+1
3+-n -1
b n 2=2
1且1=
, b n
)
1
, n
(Ⅰ)求a 2, a 3的值;
(Ⅱ)设c n =a 2n +1-a 2n -1, n ∈N *,证明{c n }是等比数列;
S 2n -1S 2n S 1S 21
(Ⅲ)设S n 为{a n }的前n 项和,证明++ ++≤n -(n ∈N *).
a 1a 2a 2n -1a 2n 3
22.(本小题满分14分)
在数列{a n }与{b n }中,a 1=1,b 1=4,数列{a n }的前n 项和S n 满足nS n +1-(n +3) S n =0,
2a n +1为b n 与b n +1的等比中项,n ∈N *.
(Ⅰ)求a 2,b 2的值;
(Ⅱ)求数列{a n }与{b n }的通项公式;
(Ⅲ)设T n =(-1) a 1b 1+(-1) a 2b 2+…+(-1) n b n ,n ∈N *,证明T n
a
(18)(本小题满分l 3分)
3332
已知数列{a n }满足对一切n ∈N *有a n >0,且a 1,其中+a 2+... +a n =S n
S n =a 1+a 2+... +a n .
2 ( I )求证:对一切n ∈N *有a n +1-a n +1=2S n ;
(II)求数列{a n }通项公式;
(Ⅲ) 设数列{b n }满足b n =2n a n ,T n 为数列{b n }的前n 项和,求T n 的表达式.
参考答案 1、解(Ⅰ)当
,
()
经验,(Ⅱ)即对任意的
成立,
()式成立,
成等比数列,
, ,整理得:
,
2. 【解析】本题主要考查数列的概念、数列的基本性质,考查运算能力、推理论证能力、 分类讨论等数学思想方法.本题是数列与不等式综合的较难层次题.
解(Ⅰ)由题意,得,解,得.
∴成立的所有n 中的最小整数为7,即
,
.
(Ⅱ)由题意,得
对于正整数,由根据当∴
的定义可知
时,
,得.
;当时,
.
.
(Ⅲ)假设存在p 和q 满足条件,由不等式∵
, 根据
及得.
的定义可知,对于任意的正整数m 都有
,即对任意的正整数m 都成立.
当(或)时,得(或),
这与上述结论矛盾!
当,即时,得
;
,解得.
∴ 存在p 和q ,使得
p 和q 的取值范围分别是,..
3、【思路】由在求出
后,进而得到
可求出,这是数列中求通项的常用方法之一,
,接下来用作差法来比较大小,这也是一常用方法。
【解析】(1)由于当又当
时
, 时
数列项与等比数列, 其首项为1,
公比为
(2)由(1)
知
由即即
又时成立, 即时,
由于恒成立.
因此, 当且仅当
4、解: (1) 由于, 故
,
故
()
(2)
两式相减得
故
5. (1)解:由题设,代入解得
,所以
(2)解:当所以
,即
,则
①
②
①-②得,
①+②得,
③
③式两边同乘以 q,得
,注意到
成等比数列,,整理得
(3)证明:由题设,可得
所以(3)证明:=因为
,所以
若若
,取i=n, ,取i 满足
,且
,且
,
由(1)(2)及题设知,
① 当即
时,
,
,由
,
所以因此
② 当综上,
时,同理可得
因此
6、解(1)解:设等差数列由a 2+a7=16. 得由由①得
得
的公差为d ,则依题设d>0 ①
②
将其代入②得。即
(2)令
两式相减得于是
=
7、解 由题意知
-4=,且
两式相减得即
①
时,由①知
(Ⅰ)当
于是
又(Ⅱ)当 当
,所以
时,由(Ⅰ)知时,由由①得
是首项为1,公比为2的等比数列。 ,即
因此
得
8、解:(1)设
,
的公差为
,
的公比为,则
为正整数,
依题意有由解①得故(2)
知为正有理数,故
① 为的因子
之一,
∴
9、解:(1)数列在n=1时,在
时,
而n=1时,故所求数列
满足通项
………………………………(7分)
的前n 项之和
(2)∵
因此数列
的前n 项和………………………(12分)
10、解:(1)由b n =a n -1得a n =b n +1,代入2a n =1+a n a n +1,得
11
2(b n +1) =1+(b n +1)(b n +1+1) ,整理,得b n b n +1+b n +1-b n =0,从而有bn +1-bn =1,∵b 1=a 1-1=2-1=1,
1
∴{bn }是首项为1,公差为1的等差数列, 11∴bn =n ,即b n =n . 11
(2)∵S n =1+2+…+n ,
111
∴T n =S 2n -S n =n +1+n +2+…+2n , 11111
T n +1=n +2+n +3+…+2n +2n +1+2n +2,
111111
T n +1-T n =2n +1+2n +2-n +1>2n +2+2n +2-n +1=0,(∵2n +1T n .
an +1an 1
11、解:(1)由已知得b 1=a 1=1,且n +1=n +2n , 1
即b n +1=b n +2n , 1
从而b 2=b 1+2, 1
b 3=b 2+22, …
1
b n =b n -1+2n -1(n ≥2) ,
1111
于是b n =b 1+2+22+…+2n -1=2-2n -1(n ≥2) . 又b 1=1,故所求数列{b n }的通项公式为b n =1n
(2)由(1)知a n =n (2-2n -1) =2n -2n -1. n k n k
令T n = 2k -1,则2T n = 2k -2,
n -11n n +2
于是T n =2T n -T n = 2k -1-2n -1=4-2n -1.
n +2
又n (2k ) =n (n +1) ,所以S n = n (n +1) +2n -1-4.
(12)本小题主要考查等比数列的定义、数列求和等基础知识,考查运算能力、推理论证能力、综合分析能力和解决问题的能力及分类讨论的思想方法。满分14分。
2-12n -1
.
(Ⅰ)解:由
又
,
,可得
当当
①
(Ⅱ)证明:对任意
②
②-①,得所以
是等比数列。
,由(Ⅱ)知,当
时,
(Ⅲ)证明:
故对任意
由①得
因此,
于是,故
22.本小题主要考查等差数列的概念、通项公式及前n 项和公式、等比数列的概念、等比中项、不等式证明、数学归纳法等基础知识,考查运算能力和推理论证能力及分类讨论的思想方法.满分14分.
2
(Ⅰ)解:由题设有a 1+a 2-4a 1=0,a 1=1,解得a 2=3.由题设又有4a 2=b 2b 1,b 1=4,
解得b 2=9.
(Ⅱ)解法一:由题设nS n +1-(n +3) S n =0,a 1=1,b 1=4,及a 2=3,b 2=9, 进一步可得a 3=6,b 3=16,a 4=10,b 4=25,猜想
a n =
n (n +1) *2
,b n =(n +1) ,n ∈N . 2
n (n +1) *
,n ∈N . 2
1⨯(1+1)
当n =1时,a 1=,等式成立.当n ≥2时用数学归纳法证明如下:
2
2⨯(2+1)
(1)当n =2时,a 2=,等式成立.
2
k (k +1)
(2)假设当n =k 时等式成立,即a k =,k ≥2.
2
先证a n =由题设,
kS k +1=(k +3) S k , ①
(k -1) S k =(k +2) S k -1.
②
①的两边分别减去②的两边,整理得ka k +1=(k +2) a k ,从而
k +2k +2k (k +1) (k +1) [(k +1) +1]a k +1=a k ==.
k k 22
这就是说,当n =k +1时等式也成立.根据(1)和(2)可知,等式a n =的n ≥2成立. 综上所述,等式a n =
n (n +1)
对任何2
n (n +1) *
对任何的n ∈N 都成立. 2
*
再用数学归纳法证明b n =(n +1) 2,n ∈N . (1)当n =1时,b 1=(1+1) 2,等式成立.
(2)假设当n =k 时等式成立,即b k =(k +1) 2,那么
24a k (k +1) 2(k +2) 22+1
b k +1===(k +1) +1[]. 2
b k (k +1)
这就是说,当n =k +1时等式也成立.根据(1)和(2)可知,等式b n =(n +1) 2对任何的
n ∈N *都成立.
解法二:由题设
nS n +1=(n +3) S n , ① (n -1) S n =(n +2) S n -1. ②
①的两边分别减去②的两边,整理得na n +1=(n +2) a n ,n ≥2,所以
2a 3=4a 2,
3a 4=5a 3,
……
(n -1) a n =(n +1) a n -1,n ≥3.
将以上各式左右两端分别相乘,得
(n -1)! a n =
(n +1)!
a 2, 6
由(Ⅰ)并化简得
n (n +1) n (n +1)
a 2=,n ≥3. 62
上式对n =1,2也成立. a n =
222
由题设有b n +1b n =4a n +1,所以b n +1b n =(n +2) (n +1) ,即
b n b n +1*
n ∈N =1,. 22
(n +1) (n +2)
令x n =
b n 1
,则,即.由x 1=1得x n =1,n ≥1.所以 x =x x =1n +1n n +12
(n +1) x n
b n
=1.即 2
(n +1)
b n =(n +1) 2,n ≥1.