问题 解答题
已知数列{an}满足对任意的n∈N*,都有an>0,且a13+a23+…+an3=(a1+a2+…+an2
(1)求a1,a2的值;
(2)求数列{an}的通项公式an
(3)设数列{
1
anan+2
}
的前n项和为Sn,不等式Sn
1
3
loga(1-a)
对任意的正整数n恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(1)当n=1时,有a13=a12

由于an>0,所以a1=1.

当n=2时,有a13+a23=(a1+a22

将a1=1代入上式,由于an>0,所以a2=2.

(2)由于a13+a23++an3=(a1+a2++an2,①

则有a13+a23++an3+an+13=(a1+a2++an+an+12.②

②-①,得an+13=(a1+a2++an+an+12-(a1+a2++an2

由于an>0,所以an+12=2(a1+a2++an)+an+1.③

同样有an2=2(a1+a2++an-1)+an(n≥2),④

③-④,得an+12-an2=an+1+an

所以an+1-an=1.

由于a2-a1=1,即当n≥1时都有an+1-an=1,所以数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列.

故an=n.

(3)由(2)知an=n,则

1
anan+2
=
1
n(n+2)
=
1
2
(
1
n
-
1
n+2
).

所以Sn=

1
a1a3
+
1
a2a4
+
1
a3a5
++
1
an-1an+1
+
1
anan+2
=
1
2
(1-
1
3
)+
1
2
(
1
2
-
1
4
)+
1
2
(
1
3
-
1
5
)++
1
2
(
1
n-1
-
1
n+1
)+
1
2
(
1
n
-
1
n+2
)
=
1
2
(1+
1
2
-
1
n+1
-
1
n+2
)
=
3
4
-
1
2
(
1
n+1
+
1
n+2
)

Sn+1-Sn=

1
(n+1)(n+3)
>0,

∴数列{Sn}单调递增.

所以(Sn)min=S1=

1
3

要使不等式Sn

1
3
loga(1-a)对任意正整数n恒成立,只要
1
3
1
3
loga(1-a)

∵1-a>0,∴0<a<1.

∴1-a>a,即0<a<

1
2

所以,实数a的取值范围是(0,

1
2
).

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