问题
解答题
已知数列{an}中,a2=2,前n项和为Sn,且Sn=
(I)证明数列{an+1-an}是等差数列,并求出数列{an}的通项公式; (II)设bn=
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答案
(I)由题意,当n=1时,a1=S1=
,则a1=1.a1+1 2
a2=2,则a2-a1=1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=
-n(an+1) 2
=(n-1)(an-1+1) 2
[nan-(n-1)an-1+1],an+1=1 2
[(n+1)an+1-nan+1],1 2
则an+1-an=
[(n+1)an+1-2nan+(n-1)an-1],1 2
则(n-1)an+1-2(n-1)an+(n-1)an-1=0,
即an+1-2an+an-1=0,
即an+1-an=an-an-1.
则数列{an+1-an}是首项为1,公差为0的等差数列.…(6分)
从而an-an-1=1,则数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列.
所以,an=n(n∈N*)…(8分)
(II)bn=
=1 (2an+1)(2an-1)
=1 (2n-1)(2n+1)
(1 2
-1 2n-1
)…(10分)1 2n+1
所以,Tn=b1+b2+…+bn=
[(1-1 2
)+(1 3
-1 3
)+…+(1 5
-1 2n-1
)]1 2n+1
=
(1-1 2
)=1 2n+1
.…(12分)n 2n+1
由于Tn+1-Tn=
-n+1 2n+3
=n 2n+1
>0.1 (2n+3)(2n+1)
因此Tn单调递增,
故Tn的最小值为T1=
…(14分)1 3
令
>1 3
,得k<19,k 57
所以k的最大值为18.…(16分)