题目内容

对于数列{an},规定{△an}为数列{an}的一阶差分数列,其中△an=an+1-an(n∈N*);一般地,规定{△kan}为数列{an}的k阶差分数列,其中△kan=△k-1an+1-△k-1an,且k∈N*,k≥2.
(Ⅰ)已知数列{an}的通项公式an=
5
2
n2-
13
2
n(n∈N*),试证明{△an}是等差数列;
(Ⅱ)若数列{an}的首项a1=1,且满足△2an-an+1+an=-2n(n∈N*),求数列{an}的通项公式;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,记bn=
a1(n=1)
2n-1
an
(n≥2,n∈N*)
,求证:b1+
b2
2
+…+
bn
n
17
12
分析:(Ⅰ)根据题意:△an=an+1-an=(n+1)2-(n+1)-n2+n=5n-4,所以△an+1-△an=6.由此能够证明{△an}是等差数列.
(Ⅱ)由△2an-△an+1+an=-2n,知△an+1-△an-△an+1+an=-2n,所以△an-an=2n.由此入手能够求出数列{an}的通项公式.
(Ⅲ)由an=n•2n-1,bn=
a1(n=1)
2n-1
an
(n≥2,n∈ N*)
=
1(n=1)
2n-1
an+1-an
(n≥2,n∈N*)
=
1(n=1)
1
n+2
(n≥2,n∈N*)
,当n≥2,n∈N*时,
bn
n
=
1
n(n+2)
=
1
2
1
n
-
1
n+2
),由此入手,能够证明b1+
b2
2
+…+
bn
n
17
12
解答:解:(Ⅰ)根据题意:△an=an+1-an=(n+1)2-(n+1)-n2+n=5n-4 (2分)
∴△an+1-△an=6.
∴数列{Dan}是首项为1,公差为5的等差数列.(3分)
(Ⅱ)由△2an-△an+1+an=-2n,∴△an+1-△an-△an+1+an=-2n,?△an-an=2n.(5分)
而△an=an+1-an,∴an+1-2an=2n,∴
an+1
2n+1
-
an
2n
=
1
2
,(6分)
∴数列{
an
2n
}构成以
1
2
为首项,
1
2
为公差的等差数列,
an
2n
=
n
2
?an=n•2n-1.(7分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知an=n•2n-1
∴bn=
a1(n=1)
2n-1
an
(n≥2,n∈ N*)
=
1(n=1)
2n-1
an+1-an
(n≥2,n∈N*)
=
1(n=1)
1
n+2
(n≥2,n∈N*)
(9分)
∴当n≥2,n∈N*
bn
n
=
1
n(n+2)
=
1
2
1
n
-
1
n+2
),
∴b1+
b2
2
+…+
bn
n
=1+[(
1
2
-
1
4
)+(
1
3
-
1
5
)+(
1
4
-
1
6
)+…+(
1
n-1
-
1
n+1
)+(
1
n
-
1
n+2
)]
=1+
1
2
1
2
+
1
3
-
1
n+1
-
1
n+2
)<1+
1
2
1
2
+
1
3
)=
17
12

当n=1时,b1=1<
17
12
,显然成立.
∴b1+
b2
2
+…+
bn
n
17
12
.(12分)
点评:第(Ⅰ)题考查等差数列的证明,解题时要注意等差数列性质的合理运用;第(Ⅱ)题考查数列通项公式的求解方法,解题时要注意构造法的合理运用;第(Ⅲ)题考查数列前n项和的证明,解题时要注意裂项求和法的合理运用.
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