问题 解答题
已知数列
8•1
1232
,  
8•2
3252
, …, 
8n
(2n-1)2(2n+1)2
, ….
Sn为其前n项和.计算得S1=
8
9
,  S2=
24
25
,  S3=
48
49
,  S4=
80
81
.
观察上述结果,推测出计算Sn的公式,并用数学归纳法加以证明.
答案

观察分析题设条件可知Sn=

(2n+1)2-1
(2n+1)2
(n∈N)

证明如下:(1)当n=1时,S1=

32-1
32
=
8
9
,等式成立.

(Ⅱ)设当n=k时等式成立,即Sk=

(2k+1)2-1
(2k+1)2
.则Sk+1=Sk+
8(k+1)
(2k+1)2(2k+3)2
=
(2k+1)2-1
(2k+1)2
+
8(k+1)
(2k+1)2(2k+3)2
=
[(2k+1)2-1](2k+3)2+8(k+1)
(2k+1)2(2k+3)2
=
(2k+1)2(2k+3)2-(2k+3)2+8(k+1)
(2k+1)2(2k+3)2
=
(2k+1)2(2k+3)2-(2k+1)2
(2k+1)2(2k+3)2
=
(2k+3)2-1
(2k+3)2
=
[2(k+1)+1]2-1
[2(k+1)+1]2

由此可知,当n=k+1时等式也成立.根据(1)(2)可知,等式对任何n∈N都成立

选择题
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