题目内容

已知在正项数列{an}中,a1=1,前n项的和Sn满足:2Sn=an+
1
an
.则此数列的通项公式an=
n
-
n-1
(n∈N*)
n
-
n-1
(n∈N*)
分析:根据题目给出的递推式,取n=n+1时得到另外一个式子,两式作差后两边平方运算,得到(an+12+
1
an+12
)-(an2+
1
an2
)=4
,构造数列设bn=an2+
1
an2
,则数列{bn}为等差数列,写出等差数列的通项公式,把bn代入后可求an,结合a2=
2
-1
可对求出的an进行取舍.
解答:解:∵2Sn=an+
1
an

∴2Sn+1=an+1+
1
an+1

②-①得:2an+1=an+1+
1
an+1
-an-
1
an

所以an+
1
an
=
1
an+1
-an+1

两边平方得:an2+
1
an2
+2=
1
an+12
+an+12-2

(an+12+
1
an+12
)-(an2+
1
an2
)=4

bn=an2+
1
an2
,则bn+1-bn=4,
b1=a12+
1
a12
=1+1=2

所以数列{bn}是首项为2,公差为4的等差数列,bn=2+4(n-1)=4n-2.
an2+
1
an2
=4n-2
,即(an+
1
an
)2=4n
,又an>0>0,故an+
1
an
=2
n

从而an2-2
n
an+1=0
,解得:an=
n
±
n-1

而a1=1,由2(a1+a2)=a2+
1
a2
,即a22+2a2-1=0,解得a2=-1±
2

a2=
2
-1>0,则只有an=
n
-
n-1
符合.
所以,此数列的通项公式an=
n
-
n-1

故答案为有an=
n
-
n-1
(n∈N*).
点评:本题考查了数列的概念及简单表示法,考查了利用递推式求数列的通项公式,在递推式中替换n=n+1(或n-1)得另外一个递推式,两式联立求解是解答此类问题常用的方法,解答该题的关键是两式作差后两边平方,然后构造函数,这也是该题的难点所在,该题是中档题.
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