Question

已知數(shù)列{a_n}滿足a₁=1，

an-an+1

an+1

=n，n∈N^*
（1）求數(shù)列{a_n}的通項公式；
（2）設b_n=

2n

an

，數(shù)列{b_n}的前n項和為T_n，求T_n．
（3）證明：a₁²+a₂²+a₃²+…+a_n²＜2．

Answer 1

考點：數(shù)列與不等式的綜合,數(shù)列的求和,數(shù)列遞推式

專題：綜合題,等差數(shù)列與等比數(shù)列

分析：（1）把給出的遞推式變形，得到

an+1

an

=

n

n+1

，然后利用累積法求數(shù)列的通項公式；
（2）把（1）中求出的通項公式代入b_n=

2n

an

，整理后利用錯位相減法求數(shù)列的前n項和；
（3）把

1

an2

放大后利用裂項相消法求和，則不等式得證．

解答： （1）解：由

an-an+1

an+1

=n，得（n+1）a_n+1=na_n，即

an+1

an

=

n

n+1

，
∴

a2

a1

•

a3

a2

•

a4

a3

…

an-1

an-2

•

an

an-1

=

1

2

×

2

3

×

3

4

×…×

n-2

n-1

×

n-1

n

，
即an=

1

n

a1，
∵a₁=1，
an=

1

n

；
（2）解：∵an=

1

n

，
∴bn=

2n

an

=n•2n，
∴Tn=1×2+2×22+3×22+…+n•2n  ①
2Tn=1×22+2×23+3×24+…+(n-1)•2n+n•2n+1   ②
①-②得-Tn=2+22+23+…+2n-n•2n+1，
∴Tn=(n-1)•2n+1+2；
（3）證明：∵

1

k2

＜

1

k(k-1)

=

1

k-1

-

1

k

，k=2，3，4…，n．
∴a

2 1

+

a

2 2

+

a

2 3

+…+a

2 n

=

1

12

+

1

22

+

1

32

+…+

1

n2

＜

1

1

+

1

1•2

+

1

2•3

+…+

1

(n-1)•n

=1+(1-

1

2

)+(

1

2

-

1

3

)+…+(

1

n-1

-

1

n

)  
=2-

1

n

＜2．

點評：本題考查了數(shù)列遞推式，考查了累積法求數(shù)列的通項公式，考查了錯位相減法求數(shù)列的前n項和，訓練了放縮法證明數(shù)列不等式，是中檔題．