问题 解答题
已知数列{an}满足对任意的n∈N+,都有an>0,且a13+a23+…+an3=(a1+a2+…+an2
(1)求数列{an}的通项公式an
(2)设数列{
1
anan+2
}的前n项和为Sn,不等式Sn
1
3
loga(1-a)对任意的正整数n恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(1)∵a13+a23+…+an3=(a1+a2+…+an2,①

则有a13+a23+…+an3+an+13=(a1+a2+…+an+an+12,②

②-①,得an+13=(a1+a2+…+an+an+12-(a1+a2+…+an2

∵an>0,

an+12=2(a1+a2+…+an)+an+1,③

同样有an2=2(a1+a2+…+an-1)+an(n≥2),④

③-④,得an+12-an2=an+1+an

∴an+1-an=1,又a2-a1=1,即当n≥1时都有an+1-an=1,

∴数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列,

∴an=n.

(2)由(1)知an=n,则

1
anan+2
=
1
n(n+2)
=
1
2
1
n
-
1
n+2
).

∴Sn=

1
a1a3
+
1
a2a4
+
1
a3a5
+…+
1
an-1an+1
+
1
anan+2

=

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

=

1
2
(1+
1
2
-
1
n+1
-
1
n+2

=

3
4
-
1
2
1
n+1
+
1
n+2
).

∵Sn+1-Sn=

1
(n+1)(n+3)
>0,

∴数列{Sn}单调递增,

∴(Snmin=S1=

1
3

要使不等式Sn

1
3
loga(1-a)对任意正整数n恒成立,只要
1
3
1
3
loga(1-a).

∵1-a>0,

∴0<a<1.

∴1-a>a,即0<a<

1
2

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