问题 解答题

(本小题满分16分)

已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,Sn=n2an(n∈N*).

(1)试求出S1,S2,S3,S4,并猜想Sn的表达式;                  

(2)用数学纳法证明你的猜想,并求出an的表达式.                 

答案

(1)S1=a1=1.S2=,S3==,S4=,猜想Sn=(n∈N*). 

(2)见解析

本题主要考查了数列的递推式.数列的递推式是高考中常考的题型,涉及数列的通项公式,求和问题,数列与不等式的综合等问题.

(1)先根据数列的前n项的和求得S1,S2,S3,S4,可知分母和分子分别是等差数列进而可猜想出Sn.

(2)利用an=Sn-Sn-1,整理出an的递推式,进而用叠乘法求得an

(1)解 ∵an=Sn-Sn-1(n≥2)

∴Sn=n2(Sn-Sn-1),∴Sn=Sn-1(n≥2)

∵a1=1,∴S1=a1=1.

∴S2=,S3==,S4=,                    ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6分

猜想Sn=(n∈N*).                      ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄8分

(2)证明 ①当n=1时,S1=1成立.

②假设n=k(k≥1,k∈N*)时,等式成立,即Sk=

当n=k+1时,

Sk+1=(k+1)2·ak+1=ak+1+Sk=ak+1+,           

∴ak+1=

∴Sk+1=(k+1)2·ak+1==

∴n=k+1时等式也成立,得证.

∴根据①、②可知,对于任意n∈N*,等式均成立.┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13分

又∵ak+1=,∴an=.              ┄┄┄┄┄┄┄┄┄16分

单项选择题
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