问题 解答题
已知数列{an}的前n项和为Sn,且对任意正整数n都有2Sn=(n+2)an-1.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设Tn=
1
a1a3
+
1
a2a4
+…+
1
anan+2
,求
lim
n→∞
Tn
答案

(Ⅰ)法一:在2Sn=(n+2)an-1中,

令n=1,得2a1=3 a1-1,求得a1=1,

令n=2,得2(a1+a2)=4a2-1,求得a2=

3
2

令n=3,得2(a1+a2+a3)=5 a3-1,求得a3=2;

令n=4,得2(a1+a2+a3+a4)=6 a4-1,求得a4=

5
2

由此猜想:an=

n+1
2
.  …

下面用数学归纳法证明.

(1)当n=1时,a1=

1+1
2
=1,命题成立.

(2)假设当n=k时,命题成立,即ak=

k+1
2
,且2Sk=(k+2)ak-1,则由2Sk+1=(k+3)ak+1-1及Sk+1=Sk+ak+1,得(k+3)ak+1-1=2Sk+2ak+1,即(k+3)ak+1-1=[(k+2)ak-1]+2ak+1.则ak+1=
(k+2)ak
k+1
=
k+2
2
,这说明当n=k+1时命题也成立.根据(1)、(2)可知,对一切n∈N*命题均成立.                        …(6分)

法二:在2Sn=(n+2)an-1中,令n=1,求得a1=1.

∵2Sn=(n+2)an-1,

∴2Sn-1=(n+1)an-1-1.  

当n≥2时,两式相减得:2(Sn-Sn-1)=(n+2)an-(n+1)an-1

即  2 an=(n+2)an-(n+1)an-1整理得,

an
an-1
=
n+1
n
. …(3分)

∴an=

an
an-1
an-1
an-2
•…•
a3
a2
a2
a1
•a1=
n+1
n
n
n-1
•…•
4
3
3
2
•1=
n+1
2
.   

当n=1时,an=

1+1
2
,满足上式,

∴an=

n+1
2
.…(6分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知an=

n+1
2

1
anan+2
=
4
(n+1)(n+3)
=2(
1
n+1
-
1
n+3
),

Tn=

1
a1a3
+
1
a2a4
+…+
1
anan+2

=2[(

1
2
-
1
4
)+(
1
3
-
1
5
)+(
1
4
-
1
6
)+…+(
1
n
-
1
n+2
)+(
1
n+1
-
1
n+3
)]

=2(

1
2
+
1
3
-
1
n+2
-
1
n+3
).

lim
n→∞
Tn=
5
3

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判断题