题目内容

1.按照如下的规律构造数表:
第一行是:2;
第二行是:2+1,2+3:即3,5;
第三行是:3+1,3+3,5+1,5+3,即:4,6,6,8,
…
(即从第二行起将上一行的数的每一项各加1写出,再各项再加3写出),若第n行所有的项的和为an;
2
3 5
4 6 6 8
5 7 7 9 7 9 9 11
…
(1)求a3,a4,a5;
(2)试写出an+1与an的递推关系,并据此求出数列{an}的通项公式;
(3)设Sn=$\frac{{a}_{3}}{{a}_{1}{a}_{2}}$+$\frac{{a}_{4}}{{a}_{2}{a}_{3}}$+…+$\frac{{a}_{n+2}}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$(n∈N*),求Sn和$\underset{lim}{n→∞}$Sn的值.

分析 (1)直接代入计算即可;
(2)通过观察可知an+1=2an+(1+3)•2n-1,进而两边同时除以2n+1,整理可得数列{$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}$}是首项、公差均为1的等差数列,计算即得结论;
(3)通过(2)裂项可知$\frac{{a}_{n+2}}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$=4[$\frac{1}{n•{2}^{n}}$-$\frac{1}{(n+1)•{2}^{n+1}}$],进而并项相加即得结论.

解答 解:(1)依题意,a3=4+6+6+8=24,
a4=5+7+7+9+7+9+9+11=64,
a5=6+8+8+10+8+10+10+12+8+10+10+12+10+12+12+14=160;
(2)∵从第二行起将上一行的数的每一项各加1写出,再各项再加3写出,
∴an+1=2an+(1+3)•2n-1,即an+1=2an+2n+1,
两边同时除以2n+1,得:$\frac{{a}_{n+1}}{{2}^{n+1}}$=$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}$+1,
又∵$\frac{{a}_{1}}{{2}^{1}}$=1,
∴$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}$=n,即an=n•2n;
(3)由(2)可知$\frac{{a}_{n+2}}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$=$\frac{(n+2)•{2}^{n+2}}{n(n+1)•{2}^{n}•{2}^{n+1}}$=4[$\frac{1}{n•{2}^{n}}$-$\frac{1}{(n+1)•{2}^{n+1}}$],
∴Sn=$\frac{{a}_{3}}{{a}_{1}{a}_{2}}$+$\frac{{a}_{4}}{{a}_{2}{a}_{3}}$+…+$\frac{{a}_{n+2}}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$
=4[$\frac{1}{1•{2}^{1}}$-$\frac{1}{2•{2}^{2}}$+$\frac{1}{2•{2}^{2}}$-$\frac{1}{3•{2}^{3}}$+…+$\frac{1}{n•{2}^{n}}$-$\frac{1}{(n+1)•{2}^{n+1}}$]
=4[$\frac{1}{1•{2}^{1}}$-$\frac{1}{(n+1)•{2}^{n+1}}$]
=2-$\frac{1}{(n+1)•{2}^{n-1}}$(n∈N*),
∴$\underset{lim}{n→∞}$Sn=$\underset{lim}{n→∞}$[2-$\frac{1}{(n+1)•{2}^{n-1}}$]=2.

点评 本题考查数列的通项及前n项和,考查运算求解能力,考查裂项相消法,对表达式的灵活变形是解决本题的关键,注意解题方法的积累,属于中档题.

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