问题 解答题
已知数列{an},{bn},其中a1=
1
2
,数列{an}的前n项和Sn=n2an(n≥1),数列{bn}满足b1=2,bn+1=2bn
(Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅱ)是否存在自然数m,使得对于任意n∈N*,n≥2,有1+
1
b1
+
1
b2
+…+
1
bn-1
m-8
4
恒成立?若存在,求出m的最小值;
(Ⅲ)若数列{cn}满足cn=
1
nan
,n为奇数
bn,n为偶数
当n是偶数时,求数列{cn}的前n项和Tn
答案

(Ⅰ)因为Sn=n2an(n≥1),

当n≥2时,Sn-1=(n-1)2an-1

所以an=Sn-Sn-1=n2an-(n-1)2an-1

所以(n+1)an=(n-1)an-1

an
an-1
=
n-1
n+1

a1=

1
2

所以an=

an
an-1
an-1
an-2
an-2
an-3
••
a3
a2
a2
a1
a1=
n-1
n+1
n-2
n
n-3
n-1
••
2
4
1
3
1
2
=
1
n(n+1)

当n=1时,上式成立

因为b1=2,bn+1=2bn

所以{bn}是首项为2,公比为2的等比数列,故bn=2n

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,bn=2n

1+

1
b1
+
1
b2
++
1
bn-1
=1+
1
2
+
1
22
++
1
2n-1
=2-
1
2n-1

假设存在自然数m,使得对于任意n∈N*,n≥2,有1+

1
b1
+
1
b2
++
1
bn-1
m-8
4
恒成立,

2-

1
2n-1
m-8
4
恒成立.

m-8
4
≥2,解得m≥16.

所以存在自然数m,使得对于任意n∈N*,n≥2,有1+

1
b1
+
1
b2
++
1
bn-1
m-8
4
恒成立.此时m的最小值为16.

(Ⅲ)当n是奇数时,Tn=[

1
a1
+
1
3a3
++
1
nan
]+(b2+b4++bn-1)

=(2+4++n+1)+(22+24++2n-1)=

2+n+1
2
n+1
2
+
4(1-4
n-1
2
)
1-4

=

n2+4n+3
4
+
4
3
(2n-1-1).

当n是偶数时,Tn=[

1
a1
+
1
3a3
++
1
(n-1)an-1
]+(b2+b4++bn)

=(2+4++n)+(22+24++2n)=

2+n
2
n
2
+
4(1-4
n
2
)
1-4
=
n2+2n
4
+
4
3
(2n-1)

因此Tn=

n2+4n+3
4
+
4
3
(2n-1-1),当n为奇数时
n2+2n
4
+
4
3
(2n-1),当n为偶数时.

单项选择题
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