已知f-1(x)为函数f(x)=(x≠-1)的反函数,Sn为数列{an}的前n项和,a1=1,且f-1(Sn+1)=Sn(n∈N*).
(I)求证:数列{}是等差数列;
(II)已知数列{bn}满足bn=||,Tn是数列{bn}的前n项和,求Tn.
网友回答
证明:(I)函数f(x)的反函数为f-1(x)=(x≠1).
∵f-1(Sn+1)=Sn(n∈N*),
∴Sn=,即,
∴数列{}是以1为公差,首项为1的等差数列.…(4分)
(II)由(I)知,,即Sn=.
∴当n=1时,an=S1=1,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1==-,
即an=?…(6分)
由题意得bn=…(7分)
∴当n=1时,Tn=T1=b1=2.
当n≥2时,
Tn=2+1×22+2×23+3×24+…+(n-2)?2n-1+(n-1)?2n,
2Tn=22+1×23+2×24+…+(n-2)?2n+(n-1)?2n+1,
∴Tn-2Tn=2+23+24+…+2n-(n-1)?2n+1
=2+,
即-Tn=(2-n)?2n+1-6,
∴Tn=(n-2)?2n+1+6,
经验证n=1时,T1的值也符合此公式,
∴对n∈N*,Tn=(n-2)?2n+1+6.??…(12分)
解析分析:(Ⅰ)先由函数f(x),求得反函数,再由f-1(Sn+1)=Sn求得数列{}是以1为公差,首项为1的等差数列,由等差数列的定义得证.(Ⅱ)由(Ⅰ)可计算得Sn从而计算得到Tn=2+1×22+2×23+3×24+…+(n-2)?2n-1+(n-1)?2n,最后由错位相消法求和.
点评:本题主要考查数列与函数的综合运用,主要涉及了等差数列的定义及通项公式,错位相消法求和等问题,属中档题,是常考类型.