已知数列{an}满足a1=2,an+1=2an-n+1(n∈N+).
(1)证明数列{an-n}是等比数列,并求出数列{an}的通项公式;
(2)数列{bn}满足:(n∈N+),求数列{bn}的前n项和Sn;
(3)比较Sn与的大小.
网友回答
(1)证法一:由an+1=2an-n+1,
得an+1-(n+1)=2(an-n),
又a1=2,则a1-1=1,
∴数列{an-n}是以a1-1=1为首项,且公比为2的等比数列,…(3分)
则,
∴.…(4分)
证法二:
=,
又a1=2,则a1-1=1,
∴数列{an-n}是以a1-1=1为首项,且公比为2的等比数列,…(3分)
则,∴.…(4分)
(2)解:∵,
∴.…(5分)
∴Sn=b1+b2+…+bn
=,…①
∴(n-1),…②
由①-②,得
=
=1-,…(8分)
∴.…(9分)
(3)=2-(n+2)-
=
=,
当n=1时,;
n=2时,;
n≥3时,
>=2n+1,
∴,
∴.
综上:n=1或2时,;
n≥3时,.…(12分)
解析分析:(1)法一:由an+1=2an-n+1,得an+1-(n+1)=2(an-n),又a1=2,则a1-1=1,由此能够证明数列{an-n}是等比数列,并能求出数列{an}的通项公式.法二:=2,又a1=2,则a1-1=1,由此能够证明数列{an-n}是等比数列,并能求出数列{an}的通项公式.(2)由,知,故Sn=,由错位相减法能够求出数列{bn}的前n项和Sn.(3)=,当n=1时,;n=2时,;n≥3时,,由此知n=1或2时,;n≥3时,.
点评:本题考查等差数列的证明和数列的通项公式的求法,考查数列的前n项和的求法和不等式的比较.考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.