问题 解答题
数列{an}中,a1=3,Sn为其前n项的和,满足Sn=Sn-1+an-1+2n-1(n≥2),令bn=
1
anan+1

(1)写出数列{an}的前四项,并求数列{an}的通项公式
(2)若f(x)=2x-1,求和:b1f(1)+b2f•(2)+…+bnf(n)
(3)设cn=
n
an
,求证:数列{cn}的前n项和Qn<2.
答案

(1)数列的前四项:a1=3,a2=5,a3=9,a4=17(2分)

Sn=Sn-1+an-1+2n-1(n≥2)⇒an=an-1+2n-1(n≥2)(3分)

当n≥2时,an=(an-an-1)+•+(a2-a1)+a1=2n-1••+2n-2++22+2•+3=2n+1

经验证a1也符合,所以an=2n.+1(5分)

(2)bnf(n)=

2n-1
(2n+1)(2n+1+1)
=
1
2
(
1
2n+1
-
1
2n+1+1
)
,(7分)

∴b1f(1)+b2f(•2)+…+bnf(n)=

1
2
(
1
2+1
-
1
22+1
)+
1
2
(
1
22+1
-
1
23+1
)+
1
2
(
1
23+1
-
1
24+1
)+…+
1
2
(
1
2n+1
-
1
2n+1+1
)
=
1
2
(
1
2+1
-
1
2n+1+1
)=
1
6
-
1
2n+2+2
(9分)

(3)由cn=

n
2n-1
n
2n

Qn=

1
2+1
+
1
22+1
+…+
1
2n+1
1
2
+
2
22
+…+
n
2n
(11分)

Tn=

1
2
+
2
22
+
3
23
+…+
n
2n

1
2
Tn=
1
22
+
2
23
+
3
24
+…+
n
2n+1

相减,得

1
2
Tn=
1
2
+
1
22
+
1
23
+…+
1
2n
-
n
2n+1
=
1
2
×(1-
1
2n
)
1-
1
2
-
n
2n+1
=1-
1
2n
-
n
2n+1

所以Tn=2-

n+2
2n

所以Qn

1
2
+
2
23
+…+
n
2n
=2-
n+2
2n
<2(14分)

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