题目内容

6.在正项数列{an}、{bn}中,a1=2,b1=4,且an,bn,an+1成等差数列,bn,an+1,bn+1成等比数列.
(1)证明:{${\sqrt{b_n}}$}成等差数列,并求出an,bn
(2)设cn=$\frac{1}{{{b_n}-1}}$,求数列{cn}的前n和Sn

分析 (1)由题意可得:2bn=an+an+1,$a_{n+1}^2={b_n}•{b_{n+1}}$,由bn>0,an>0,$⇒2{(\sqrt{b_n})^2}=\sqrt{{b_{n-1}}{b_n}}+\sqrt{{b_n}{b_{n+1}}}(n≥2)$,可得$2\sqrt{b_n}=\sqrt{{b_{n-1}}}+\sqrt{{b_{n+1}}}$,即可证明,进而得出.
(2)利用“裂项求和”方法即可得出.

解答 (1)证明:由题意可得:2bn=an+an+1,$a_{n+1}^2={b_n}•{b_{n+1}}$,
∵a1=2,b1=4,∴a2=6,b2=9,
bn>0,an>0,an,bn,an+1成等差数列$⇒2{(\sqrt{b_n})^2}=\sqrt{{b_{n-1}}{b_n}}+\sqrt{{b_n}{b_{n+1}}}(n≥2)$,
∴$2\sqrt{b_n}=\sqrt{{b_{n-1}}}+\sqrt{{b_{n+1}}}$,
∴$\left\{{\sqrt{b_n}}\right\}$成等差数列,∴$\sqrt{b_n}=\sqrt{b_1}+(n-1)(\sqrt{b_2}-\sqrt{b_1})$$⇒{b_n}={(n+1)^2}$,
an=$\sqrt{{n}^{2}(n+1)^{2}}$=n(n+1).
(2)解:${c_n}=\frac{1}{{{{(n+1)}^2}-1}}=\frac{1}{2}(\frac{1}{n}-\frac{1}{n+2})$,
${S_n}=\frac{1}{2}(1-\frac{1}{3}+\frac{1}{2}-\frac{1}{4}+\frac{1}{3}-\frac{1}{5}+…+\frac{1}{n-1}-\frac{1}{n+1}+\frac{1}{n}-\frac{1}{n+2})$=$\frac{1}{2}(1+\frac{1}{2}-\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+2})=\frac{3}{4}-\frac{2n+3}{2(n+1)(n+2)}$.

点评 本题考查了递推关系、等差数列的通项公式、“裂项求和”方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

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