问题 解答题
已知:x∈N*,y∈N*,且 
1
x
+
n2
y
=1
(n∈N*).
(Ⅰ)当n=3时,求x+y的最小值及此时的x、y的值;
(Ⅱ)若n∈N*,当x+y取最小值时,记an=x,bn=y,求an,bn
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,设Sn=a1+a2+…+an,Tn=b1+b2+…+bn,试求
lim
n→∞
Tn
n•Sn
的值.
注:12+22+32+…+n2=
1
6
n(n+1)(2n+1)
答案

(Ⅰ)当n=3时,则有

1
x
+
9
y
=1

,x+y=(x+y)(

1
x
+
9
y
)=10+
y
x
+
9x
y
≥16,

当且仅当

y
x
=
9x
y
,即
x=4
y=12
时,取等号.所以,当
x=4
y=12
时,x+y的最小值为16.

(Ⅱ)∵,

1
x
+
n2
y
=1,∴,x+y=(x+y)(
1
x
+
n2
y
)=n2+1+
y
x
+
n2x
y
≥(n+1)2

当且仅当

y
x
+
n2x
y
,即
x=n+1
y=n(n+1)
时,取等号.所以,an=n+1,bn=n(n+1).

(Ⅲ)因为Sn=a1+a2+…+an=2+3+…+(n+1)=

1
2
n(n+3),

Tn=b1+b2+…+bn=(1+12)+(2+22)+(3+32)+…+(n+n2)=(1+2+3+…+n)+(12+22+…+n2)=

n(n+1)
2
+
1
6
n(n+1)(2n+1)=
1
3
n(n+1)(n+2)

所以

lim
n→∞
Tn
n•Sn
=
2
3

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