已知递增数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=1,4Sn-4n+1=an2.设bn=[1anan+1,n∈N*,且数
1个回答

解题思路:(1)由已知条件推导出an-2=an-1(n≥2)或an-2=-an-1(n≥2),由此能证明数列{an}为等差数列.

(2)由an=2n-1,知

a

m

2

+

a

m+1

2

a

m+2

2

a

m

a

m+1

=1-[6/2m−1],由此能求出所有的正整数m,使得

a

m

2

+

a

m+1

2

a

m+2

2

a

m

a

m+1

为整数.

(3)由an=2n-1,知

b

n

1

(2n−1)(2n+1)

1

2

(

1

2n−1

1

2n+1

)

,由此利用裂项求和法结合已知条件能求出实数λ的取值范围.

(1)证明:由4Sn−4n+1=an2,

得4Sn−1−4(n−1)+1=an−12(n≥2),…(2分)

所以4an−4=an2−an−12(n≥2),

即an2−4an+4=an−12,即(an−2)2=an−12(n≥2),

所以an-2=an-1(n≥2)或an-2=-an-1(n≥2),

即an-an-1=2(n≥2)或an+an-1=2(n≥2),…(4分)

若an+an-1=2(n≥2),则有a2+a1=2,又a1=1,

所以a2=1,则a1=a2,这与数列{an}递增矛盾,

所以an-an-1=2(n≥2),故数列{an}为等差数列.…(6分)

(2)由(1)知an=2n-1,

所以

am2+am+12−am+22

amam+1=

(2m−1)2+(2m+1)2−(2m+3)2

(2m−1)(2m+1)

=

4m2−12m−7

4m2−1=

4m2−1−12m−6

4m2−1=1−

6/2m−1],…(8分)

因为1−

6

2m−1∈Z,所以[6/2m−1∈Z,

又2m-1≥1且2m-1为奇数,所以2m-1=1或2m-1=3,故m的值为1或2.…(10分)

(3)由(1)知an=2n-1,则bn=

1

(2n−1)(2n+1)=

1

2(

1

2n−1−

1

2n+1),

所以Tn=b1+b2+…+bn

=

1

2[(1−

1

3)+(

1

3−

1

5)+…+(

1

2n−1−

1

2n+1)]

=

1

2(1−

1

2n+1)=

n

2n+1],…(12分)

从而λ•

n

2n+1<n+18(−1)n+1对任意n∈N*恒成立等价于:

当n为奇数时,λ<

(2n+1)(n+18)

n恒成立,

记f(n)=

(2n+1)(n+18)

n,则f(n)=2(n+

9

n)+37≥49,当n=3时取等号,所以λ<49,

当n为偶数时,λ<

(2n+1)(n−18)

n恒成立.

记g(n)=

(2n+1)(n−18)

n,因为g(n)=2(n−

9

n)−35递增,所以g(n)min=g(2)=-40,

所以λ<-40.综上,实数λ的取值范围为λ<-40.…(16分)

点评:

本题考点: 数列的求和;数列递推式.

考点点评: 本题考查等差数列的证明,考查满足条件的所有的正整数的求法,考查实数的取值范围的求法,解题时要注意裂项求和法的合理运用.