问题 解答题
已知等差数列{an}中,公差d>0,其前n项和为Sn,且满足a2•a4=45,a1+a5=14.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式及其前n项和Sn
(Ⅱ)令bn=
1
a2n
-1
(n∈N*),若数列{cn}满足c1=-
1
4
,cn+1-cn=bn(n∈N*).求数列{cn}的通项公式cn
(Ⅲ)求f(n)=
n
9
-
bn
cn
(n∈N*)的最小值.
答案

(本小题10分)

(Ⅰ)因为数列{an}是等差数列,

所以a1+a5=a2+a4=14.

因为d>0,a2•a4=45

所以解方程组可得,a2=5,a4=9.(2分)

所以a1=3,d=2.

所以an=2n+1.

因为Sn=na1+

1
2
n(n-1)d,

所以Sn=n2+2n.

数列{an}的通项公式an=2n+1,前n项和公式Sn=n2+2n.(4分)

(Ⅱ)因为bn=

1
a2n
-1
(n∈N*),an=2n+1,

所以bn=

1
4n(n+1)

因为数列{cn}满足c1=-

1
4
,cn+1-cn=
1
4n(n-1)

所以cn+1-cn=

1
4
1
n
-
1
n+1
).

cn-cn+1=

1
4
1
n+1
-
1
n

c2-c1=

1
4
(1-
1
2

以上各式相加得:cn+1-c1=

1
4
(1-
1
n+1
)=
n
4(n+1)

因为c1=

1
4

所以cn+1=-

1
4(n+1)

所以cn=-

1
4n
.(7分)

(Ⅲ)因为f(n)=

n
9
-
bn
cn
,bn=
1
4n(n+1)
,cn=-
1
4n

所以f(n)=

n
9
+
1
n+1

因为f(n)=

n
9
+
1
n+1
=
n+1
9
+
1
n+1
-
1
9

所以

n+1
9
+
1
n+1
-
1
9
≥2
n+1
9
1
n+1
-
1
9

f(n)≥

2
3
-
1
9
=
5
9
,当且仅当
n+1
9
=
1
n+1
,即n=2时等号成立.

当n=2时,f(n)最小值为

5
9
.(10分)

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