Question

2．已知各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和滿足S_n＞1，6S_n=（a_n+1）（a_n+2）．
（1）求a₁的值；
（2）求數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式；
（3）求證：$\frac{1}{{a}_{1}{a}_{2}}$+$\frac{1}{{a}_{2}{a}_{3}}$+…+$\frac{1}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$＜$\frac{1}{6}$．

Answer 1

分析 （1）利用6S_n=（a_n+1）（a_n+2）．通過n=1，直接求解a₁，利用S₁＞1，求解a₁即可．
（2）通過a_n+1=S_n+1-S_n，推出a_n+1-a_n=3，或a_n+1=-a_n，得到{a_n}是以2為首項(xiàng)，公差為3的等差數(shù)列，求解{a_n}的通項(xiàng)．
（3）利用$\frac{1}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$=$\frac{1}{（3n-1）（3n+2）}$=$\frac{1}{3}$（$\frac{1}{3n-1}$-$\frac{1}{3n+2}$） 利用裂項(xiàng)法求和，證明$\frac{1}{{a}_{1}{a}_{2}}$+$\frac{1}{{a}_{2}{a}_{3}}$+…+$\frac{1}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$＜$\frac{1}{6}$．

解答 解：（1）∵6S_n=（a_n+1）（a_n+2）．n∈N，
由6a₁=6S₁=（a₁+1）（a₁+2），解得a₁=1或a₁=2，∵a₁=S₁＞1，∴a₁=2．…（2分）
（2）∵a_n+1=S_n+1-S_n=$\frac{1}{6}$（a_n+1+1）（a_n+1+2）-$\frac{1}{6}$（a_n+1）（a_n+2），…（3分）
∴a_n+1-a_n=3，或a_n+1=-a_n，∵a_n＞0，∴a_n+1-a_n=3，…（5分）
∴{a_n}是以2為首項(xiàng)，公差為3的等差數(shù)列，
∴{a_n}的通項(xiàng)為a_n=3n-1．  …（6分）
（3）證明：$\frac{1}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$=$\frac{1}{（3n-1）（3n+2）}$=$\frac{1}{3}$（$\frac{1}{3n-1}$-$\frac{1}{3n+2}$） …（8分）
∴$\frac{1}{{a}_{1}{a}_{2}}$+$\frac{1}{{a}_{2}{a}_{3}}$+…+$\frac{1}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$=$\frac{1}{3}$[（$\frac{1}{2}-\frac{1}{5}$）+（$\frac{1}{5}$-$\frac{1}{8}$）+（$\frac{1}{8}$-$\frac{1}{11}$）+…+（$\frac{1}{3n-1}$-$\frac{1}{3n+2}$）]
=$\frac{1}{3}（\frac{1}{2}-\frac{1}{3n+2}）$=$\frac{1}{6}$$-\frac{1}{3（3n+2）}$＜$\frac{1}{6}$．
從而，有$\frac{1}{{a}_{1}{a}_{2}}$+$\frac{1}{{a}_{2}{a}_{3}}$+…+$\frac{1}{{a}_{n}{a}_{n+1}}$＜$\frac{1}{6}$．  …（12分）

點(diǎn)評(píng) 本題考查數(shù)列的應(yīng)用，數(shù)列的通項(xiàng)公式，以及數(shù)列求和，不等式的證明，考查轉(zhuǎn)化思想以及計(jì)算能力．