问题 解答题
已知数列{an}中,a2=2,前n项和为Sn,且Sn=
n(an+1)
2

(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=
1
(2an+1)(2an-1)
,数列{bn}的前n项和为Tn,求使不等式Tn
k
57
对一切n∈N*都成立的最大正整数k的值.
答案

(I)由题意,当n=1时,a1=S1=

a1+1
2
,则a1=1.

a2=2,则a2-a1=1.

n≥2时,an=Sn-Sn-1=

n(an+1)
2
-
(n-1)(an-1+1)
2
=
1
2
[nan-(n-1)an-1+1],an+1=
1
2
[(n+1)an+1-nan+1]

an+1-an=

1
2
[(n+1)an+1-2nan+(n-1)an-1],

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
-
1
2n+1
)…(10分)

所以,Tn=b1+b2+…+bn=

1
2
[(1-
1
3
)+(
1
3
-
1
5
)+…+(
1
2n-1
-
1
2n+1
)]

=

1
2
(1-
1
2n+1
)=
n
2n+1
.…(12分)

由于Tn+1-Tn=

n+1
2n+3
-
n
2n+1
=
1
(2n+3)(2n+1)
>0.

因此Tn单调递增,

故Tn的最小值为T1=

1
3
…(14分)

1
3
k
57
,得k<19,

所以k的最大值为18.…(16分)

单项选择题
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