问题 解答题
已知数列{an}的前项和Sn,当n≥2时,点(
1
Sn-1
1
Sn
)
在f(x)=x+2的图象上,且S1=
1
2

(1)数列{an}的通项公式;
(2)设bn=2(1-n)an求f(n)=
bn+2
(n+5)bn-1
的最大值及相应的n的值;
(3)在(2)的条件下当n≥2时,设Tn=
b22
+
b23
+…
b2n
.证明:Tn<1.
答案

(1)∵n≥2时,点(

1
Sn-1
1
Sn
)在f(x)=x+2的图象上,

1
Sn
-
1
Sn-1
=2,(n≥2)

故数列{

1
Sn
}是一个以2为公差的等差数列

又∵S1=

1
2
1
S1
=2

1
Sn
=2n,即Sn=
1
2n

∴n≥2时,an=Sn-Sn-1=

1
2n
-
1
2(n-1)
=
1
2(n-1)n

又∵n=1时,

1
2(n-1)n
无意义

故an=

1
2
,n=1
1
2(n-1)n
,n≥2

(2)∵bn=2(1-n)an

∴当n=1时,b1=0,

当n≥2时,bn=2(1-n)•

1
2(n-1)n
=
1
n

∴f(n)=

bn+2
(n+5)bn-1
=
n+1
(n+2)(n+5)
=
1
(n+1)+
4
n+1
+5
1
9

当且仅当n+1=2,即n=1时取等

(3)当n≥2时,

Tn=

b22
+
b23
+…
b2n

=

1
22
+
1
32
+…+
1
(n+1)2

1
1×2
+
1
2×3
+…+
1
n(n+1)

=1-

1
2
+
1
2
-
1
3
+…+
1
n
-
1
n+1

=1-

1
n+1
<1

即Tn<1

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