问题 解答题
在数列{an}中,Sn是数列{an}前n项和,a1=1,当n≥2时,2SnSn-1=-an
(I)求证:数列{
1
Sn
}
是等差数列;
(II)设bn=
Sn
2n+1
求数列{bn}的前n项和Tn
(III)是否存在自然数m,使得对任意自然数n∈N*,都有Tn
1
4
(m-8)
成立?若存在,求出m的最大值;若不存在,请说明理由.
答案

证明:(I)∵当n≥2时,2SnSn-1=-an=Sn-1-Sn

两边同除SnSn-1得:2=

1
Sn
-
1
Sn-1

∵a1=1,

1
S1
=1

即{

1
Sn
}是以1为首项,以2为公差的等差数列

(II)由(I)得

1
Sn
=2n-1

即Sn=

1
2n-1

bn=

Sn
2n+1
=
1 
(2n-1)(2n+1)
=
1
2
1 
2n-1
-
1 
2n+1

∴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

(III)令T(x)=

x 
2x+1
,则T′(x)=
1 
(2x+1)2

则T(x)在[1,+∞)上是增函数,

故当n=1时,Tn取最小值

1
3

若对任意自然数n∈N*,都有Tn

1
4
(m-8)成立

只要T1

1
4
(m-8)

1
3
1
4
(m-8)

解得m<

28
3

由m∈N*

∴m的最大值为9

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