题目内容
【题目】已知数列{an}的首项a1=1,且an+1=2an+1(n∈N*)
(Ⅰ)证明数列{an+1}是等比数列,并求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn= ,求数列{bn}的前n项和Sn;
(Ⅲ)在条件(Ⅱ)下对任意正整数n,不等式Sn+ ﹣1>(﹣1)na恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】证明:(I)∵an+1=2an+1(n∈N*),∴an+1+1=2(an+1),
∴数列{an+1}是等比数列,首项为2,公比为2.
∴an+1=2n,解得an=2n﹣1.
解:(Ⅱ)bn= = ,
数列{bn}的前n项和Sn= +…+ ,
∴ = +…+ + ,
相减可得: = +…+ ﹣﹣ = ﹣ ,
可得:Sn=2﹣ .
(Ⅲ)在条件(Ⅱ)下对任意正整数n,不等式Sn+ ﹣1>(﹣1)na,
化为:(﹣1)na<1﹣ .
n为奇数时,a>﹣ ,可得a>﹣ .
n为偶数时,a<1﹣ .可得a .
∵对任意正整数n,不等式Sn+ ﹣1>(﹣1)na恒成立,
∴ .
∴实数a的取值范围是 .
【解析】()(1)由an+1=2an+1(n∈N*),∴an+1+1=2(an+1),即可得出数列{an+1}是等比数列,根据等比数列的通项公式,从而得到an的通项公式,(2)由(1)中an的通项公式表示出bn,通过错位相减可求得数列{bn}的前n项和Sn,(3)在(2)的条件下,不等式Sn+ ﹣1>(-1)na,可化为:(﹣1)na<1﹣ ,对a进行分类讨论,可得到实数a的取值范围.
【考点精析】解答此题的关键在于理解数列的前n项和的相关知识,掌握数列{an}的前n项和sn与通项an的关系,以及对数列的通项公式的理解,了解如果数列an的第n项与n之间的关系可以用一个公式表示,那么这个公式就叫这个数列的通项公式.