问题 解答题
数列{an}的各项均为正数,Sn为其前n项和,对于任意n∈N*,总有an,Sn,an2成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}的前n项和为Tn,且bn=
lnnx
a2n
,求证:对任意实数x∈(1,e](e是常数,e=2.71828…)和任意正整数n,总有Tn<2;
(3)正数数列{cn}中,an+1=(cnn+1(n∈N*),求数列{cn}中的最大项.
答案

(1)由已知,对于任意n∈N*,总有2Sn=an+an2①成立

所以2Sn-1=an-1+an-12

①-②得,2an=an+an2-an-1-an-12

∴an+an-1=(an+an-1)(an-an-1

∵an,an-1均为正数,

∴an-an-1=1(n≥2)

∴数列{an}是公差为1的等差数列

又n=1时,2S1=a1+a12,解得a1=1∴an=n(n∈N*

(2)证明:∵对任意实数x∈(1,e](e是常数,e=2.71828)和任意正整数n,

总有bn=

lnnx
a2n
1
n2

Tn

1
12
+
1
22
++
1
n2
<1+
1
1•2
+
1
2•3
++
1
(n-1)•n
=1+(1-
1
2
)+(
1
2
-
1
3
)++(
1
n-1
-
1
n
)=2-
1
n
<2

(3)由已知a2=

c21
=2,∴c1=
2
a3=
c32
=3,∴c2=
33
a4=
c43
=4,∴c3=
44
a5=
c54
=5,∴c4=
55

易得c1<c2,c2>c3>c4

猜想n≥2时,{cn}是递减数列

f(x)=

lnx
x

f(x)=

1-lnx
x2

∵当x≥3时,lnx>1,则1-lnx<0,f′(x)<0,

∴在[3,+∞)内,f(x)为单调递减函数,

由an+1=(cnn+1(n∈N*),知lncn=

ln(n+1)
n+1

∴n≥2时,{lncn}是递减数列,即{cn}是递减数列,

又c1<c2

∴数列{cn}中的最大项为c2=

33

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