Question

已知數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和為S_n，且對(duì)任意正整數(shù)n都有2S_n=（n+2）a_n-1．
（Ⅰ）求數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式；
（Ⅱ）設(shè)，求．

Answer 1

解：（Ⅰ）法一：在2S_n=（n+2）a_n-1中，
令n=1，得2a₁=3 a₁-1，求得a₁=1，
令n=2，得2（a₁+a₂）=4a₂-1，求得a₂=；
令n=3，得2（a₁+a₂+a₃）=5 a₃-1，求得a₃=2；
令n=4，得2（a₁+a₂+a₃+a₄）=6 a₄-1，求得a₄=．
由此猜想：a_n=． …
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明．
（1）當(dāng)n=1時(shí)，a₁==1，命題成立．
（2）假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)，命題成立，即a_k=，且2S_k=（k+2）a_k-1，則由2S_k+1=（k+3）a_k+1-1及S_k+1=S_k+a_k+1，得（k+3）a_k+1-1=2S_k+2a_k+1，即（k+3）a_k+1-1=[（k+2）a_k-1]+2a_k+1．則a_k+1==，這說(shuō)明當(dāng)n=k+1時(shí)命題也成立．根據(jù)（1）、（2）可知，對(duì)一切n∈N^*命題均成立． …（6分）
法二：在2S_n=（n+2）a_n-1中，令n=1，求得a₁=1．
∵2S_n=（n+2）a_n-1，
∴2S_n-1=（n+1）a_n-1-1．
當(dāng)n≥2時(shí)，兩式相減得：2（S_n-S_n-1）=（n+2）a_n-（n+1）a_n-1，
即 2 a_n=（n+2）a_n-（n+1）a_n-1整理得，． …（3分）
∴a_n=••…•••a₁=••…•••1=．
當(dāng)n=1時(shí)，a_n=，滿足上式，
∴a_n=．…（6分）
（Ⅱ）由（Ⅰ）知a_n=，
則==2（-），
∴
=2[（-）+（-）+（-）+…+（-）+（-）]
=2（+--）．
∴=．
分析：（I）法一：在2S_n=（n+2）a_n-1中，分別令n=1，2，3，4．求得a₁，a₂，a₃，a₄．由此猜想：a_n=．下面用數(shù)學(xué)歸納法證明．
法二：在2S_n=（n+2）a_n-1中，仿寫(xiě)一個(gè)等式，兩式相減，得到數(shù)列的項(xiàng)的遞推關(guān)系，據(jù)此遞推關(guān)系，利用累乘法求出通項(xiàng)．
（Ⅱ）由（Ⅰ）知a_n=，則==2（-），從而利用拆項(xiàng)法求和2得到Tn=（+--）．最后求出其根限即可．
點(diǎn)評(píng)：本小題主要考查數(shù)列、數(shù)列的求和、數(shù)學(xué)歸納法、數(shù)列的極限等基礎(chǔ)知識(shí)，考查運(yùn)算求解能力，考查化歸與轉(zhuǎn)化思想．若知數(shù)列的和與項(xiàng)的遞推關(guān)系求通項(xiàng)，常采用仿寫(xiě)的方法；求數(shù)列的前n項(xiàng)和，一般先判斷通項(xiàng)的特點(diǎn)，然后采用合適的求和方法．屬于中檔題