问题 解答题
已知数列{an}满足a1=a,an+1=
(4n+6)an+4n+10
2n+1
(n∈N*)

(Ⅰ)试判断数列{
an+2
2n+1
}
是否为等比数列?若不是,请说明理由;若是,试求出通项an
(Ⅱ)如果a=1时,数列{an}的前n项和为Sn.试求出Sn,并证明
1
S3
+
1
S4
+…+
1
Sn
1
10
(n≥3).
答案

(Ⅰ)∵an+1+2=

(4n+6)an+4n+10
2n+1
+2=
(4n+6)(an+2)
2n+1

an+1+2
2n+3
=2•
(an+2)
2n+1

bn=

an+2
2n+1
,则bn+1=2bn.  …2分

b1=

a+2
3

∴当a=-2时,b1=0,则bn=0.

∵数列{0}不是等比数列.

∴当a=-2时,数列{

an+2
2n+1
}不是等比数列.…4分

当a≠-2时,b1≠0,则数列{

an+2
2n+1
}是等比数列,且公比为2.

∴bn=b1•2n-1

an+2
2n+1
=
a+2
3
2n-1

解得an=

(a+2)(2n+1)
3
2n-1-2.      …6分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a=1时,an=(2n+1)•2n-1-2,

Sn=3+5•2+7•22+…+(2n+1)•2n-1-2n.

令Tn=3+5•2+7•22+…+(2n+1)•2n-1,…①

则2Tn=3•2+5•22+…+(2n-1)•2n-1+(2n+1)•2n,…②

由①-②:-Tn=3+2(2+22+…+2n-1)-(2n+1)•2n

=3+2•

2(1-2n-1)
1-2
-(2n+1)•2n

=(1-2n)•2n-1,

∴Tn=(2n-1)•2n+1,…9分

则Sn=Tn-2n=(2n-1)(2n-1).             …10分

∵2n=Cn0+Cn1+…+Cnn-1+Cnn

∴当n≥3时,2n≥Cn0+Cn1+Cnn-1+Cnn=2(n+1),则2n-1≥2n+1.…12分

∴Sn≥(2n-1)(2n+1),

1
Sn
1
(2n-1)(2n+1)
=
1
2
(
1
2n-1
-
1
2n+1
).…13分

因此,

1
S3
+
1
S4
+…+
1
Sn
1
2
[(
1
5
-
1
7
)+(
1
7
-
1
9
)+…+(
1
2n-1
-
1
2n+1
)]=
1
2
(
1
5
-
1
2n+1
)<
1
10
. …14分.

解答题
单项选择题