问题 解答题
已知数列{an}的前n项和为Sn,且an+1=
2Sn
an
(n∈N*)
,其中a1=1,an≠0.
(Ⅰ)求a2,a3
(Ⅱ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅲ)设数列{bn}满足(2an-1)(2bn-1)=1,Tn为{bn}的前n项和,试比较Tnlog2
(2an+1)
的大小,并说明理由.
答案

(Ⅰ)∵an+1=

2Sn
an
(n∈N*),其中a1=1,an≠0.

a2=

2S1
a1
=
2a1
a1
=2,

a3=

2S2
a2
=
2(a1+a2)
a2
=3.

(Ⅱ)由已知可知Sn=

1
2
anan+1,故an+1=Sn+1-Sn=
1
2
an+1an+2-
1
2
anan+1

∵an+1≠0,∴an+2-an=2(n∈N*).         

于是 数列{a2m-1}是以a1=1为首项,2为公差的等差数列,∴a2m-1=1+2(m-1)=2m-1,

数列{a2m}是以a2=2为首项,2为公差的等差数列,∴a2m=2+2(m-1)=2m,

∴an=n(n∈N*).                     

(Ⅲ)可知Tn>log2

(2an+1)
.下面给出证明:

要比较Tnlog2

(2an+1)
的大小,只需比较2Tn与log2(2an+1)的大小.

(2an-1)(2bn-1)=1,得(2n-1)(2bn-1)=12bn=

2n
2n-1

bn=log2

2n
2n-1
.            

从而 Tn=b1+b2+…+bn=log2(

2
1
4
3
6
5
•…•
2n
2n-1
).

2Tn=2log2(

2
1
4
3
6
5
•…•
2n
2n-1
)=log2(
2
1
4
3
6
5
•…•
2n
2n-1
)2

因此2Tn-log2(2an+1)=log2(

2
1
4
3
6
5
•…•
2n
2n-1
)2-log2(2n+1)

=log2(

2
1
4
3
6
5
•…•
2n
2n-1
)2+log2
1
2n+1

=log2[(

2
1
4
3
6
5
•…•
2n
2n-1
)2
1
2n+1
].

f(n)=(

2
1
4
3
6
5
•…•
2n
2n-1
)2
1
2n+1

f(n+1)=(

2
1
4
3
6
5
•…•
2n
2n-1
2n+2
2n+1
)2
1
2n+3

f(n+1)
f(n)
=
2n+1
2n+3
•(
2n+2
2n+1
)2=
(2n+2)2
(2n+3)(2n+1)
=
4n2+8n+4
4n2+8n+3
>1

又f(n)>0,∴f(n+1)>f(n).

所以对于任意 n∈N*都有f(n)≥f(1)=

4
3
>1,

从而2Tn-log2(2an+1)=log2f(n)>0.

所以2Tn>log2(2an+1),n∈N*

即  Tn>log2

(2an+1)

单项选择题
单项选择题