问题 解答题
已知数列{an}中,a1=1,a1+2a2+3a3+…+nan=
n+1
2
an+1(n≥1,n∈Z)

(1)求数列{an}的通项公式an
(2)求数列{n2an}的前n项和Tn
(3)若存在n∈N*,使关于n的不等式an≤(n+1)λ成立,求常数λ的最小值.
答案

(1)因为a1+2a2+3a3+…+nan=

n+1
2
an+1(n∈N*)

所以a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1=

n
2
an(n≥2)-------(1分)

两式相减得nan=

n+1
2
an+1-
n
2
an

所以

(n+1)an+1
nan
=3(n≥2)------------(2分)

因此数列{nan}从第二项起,是以2为首项,以3为公比的等比数列

所以nan=2•3n-2(n≥2)----(3分)

an=

1,n=1
2
n
3n-2,n≥2
------------(4分)

(2)由(1)可知当n≥2n2an=2n•3n-2

当n≥2时,Tn=1+4•30+6•31+…+2n•3n-2,------------(5分)

3Tn=3+4•31+…+2(n-1)•3n-2+2n•3n-1,------------(6分)

两式相减得Tn=

1
2
+(n-
1
2
)••3n-1(n≥2)------------(7分)

又∵T1=a1=1也满足上式,------------(8分)

所以Tn=

1
2
+(n-
1
2
)••3n-1(n∈N*)------------(9分)

(3)an≤(n+1)λ等价于λ≥

an
n+1
,------------(10分)

由(1)可知当n≥2时,

an
n+1
=
2•3n-2
n(n+1)

f(n)=

n(n+1)
2•3n-2
(n≥2,n∈N*),则f(n+1)-f(n)=
n(n+1)(1-n)
2•3n-1
<0
,------------(12分)

1
f(n+1)
1
f(n)

1
f(2)
=
1
3
a1
2
=
1
2
,∴所求实数λ的取值范围为λ≥
1
3

λmin=

1
3
-----(14分)

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