设等差数列{an}的公差为d,(1)由于Sn=na1+d,从而=a1+d,
所以当n≥2时,-=(a1+d)-(a1+d)=,
即数列{}是等差数列.
(2)∵对任意正整数n,k(n>k),都有+=2成立,
∴+=2,即数列{}是等差数列,设其公差为t,
则=+(n-1)t=1+(n-1)t,所以Sn=[1+(n-1)t]2,
所以当n≥2时,an=Sn-Sn-1=[1+(n-1)t]2-[1+(n-2)t]2=2t2n-3t2+2t,
又由等差数列{an}中,a2-a1=a3-a2,即(4t2-3t2+2t)-1=(6t2-3t2+2t)-(4t2-3t2+2t)
所以t=1,即an=2n-1.
(3)由于an=a1+(n-1)d,bn=aan,则=aan+1-an=ad,
即数列{bn}是公比大于0,首项大于0的等比数列,记其公比是q(q>0).
以下证明:b1+bn≥bp+bk,其中p,k为正整数,且p+k=1+n.
∵(b1+bn)-(bp+bk)=b1+b1qn-1-b1qp-1-b1qk-1=b1(qp-1-1)(qk-1-1),
当q>1时,因为y=qx为增函数,p-1≥0,k-1≥0,
∴qp-1-1≥0,qk-1-1≥0,∴b1+bn≥bp+bk;
当q=1时,b1+bn=bp+bk;
当q=1时,因为y=qx为减函数,p-1≥0,k-1≥0,
∴qp-1-1≤0,qk-1-1≤0,∴b1+bn≥bp+bk,
综上:b1+bn≥bp+bk,其中p,k为正整数,且p+k=1+n.
∴n(b1+bn)=(b1+bn)+(b1+bn)+…(b1+bn)≥(b1+bn)+(b2+bn-1)+…(bn+b1)
=(b1+b2+…+bn)+(bn+bn-1+…+b1),
即≤.