Question

4．數(shù)列{a_n}的前n項和記為S_n，a₁=1，a_n+1=2S_n+1（n≥1）．
（1）求{a_n}的通項公式； 
（2）等差數(shù)列{b_n}的各項為正，前n項和為T_n，且T₃=15，又a₁+b₁，a₂+b₂，a₃+b₃成等比數(shù)列，求數(shù)列{$\frac{1}{T_n}$}的前n項和$\frac{1}{T_1}$+$\frac{1}{T_2}$+$\frac{1}{T_3}$+…+$\frac{1}{T_n}$．

Answer 1

分析 （1）利用遞推關(guān)系與等比數(shù)列的通項公式即可得出．
（2）設(shè){b_n}的公差為d 由T₃=15可得b₁+b₂+b₃=15，可得b₂=5．故可設(shè)b₁5-d，b₃=5+d．
由題意可得：（5-d+1）（5+d+9）=（5+3）²，解得d=2，（d＞0），再利用等差數(shù)列的求和公式與“裂項求和”方法即可得出．

解答 解：（1）由a_n+1=2S_n+1（n≥1）．可得a_n=2S_n-1+1（n≥2），
兩式相減得a_n+1-a_n=2a_n，∴a_n+1=3a_n，
又a₂=2S₁+1=3，∴a₂=3a₁．
故{a_n}是首項為1，公比為3得等比數(shù)列，
∴a_n=3^n-1．
（2）設(shè){b_n}的公差為d  由T₃=15可得b₁+b₂+b₃=15，可得b₂=5．
故可設(shè)b₁5-d，b₃=5+d．
又a₁=1，a₂=3，a₃=9．
由題意可得：（5-d+1）（5+d+9）=（5+3）²，解得d=2，或-10．
∵等差數(shù)列{b_n}的各項為正，∴d＞0，因此d=2，b₁=3，
∴T_n=3n+$\frac{n（n-1）}{2}×2$=n²+2n．
$\frac{1}{{T}_{n}}$=$\frac{1}{2}（\frac{1}{n}-\frac{1}{n+2}）$．
∴數(shù)列{$\frac{1}{T_n}$}的前n項和$\frac{1}{T_1}$+$\frac{1}{T_2}$+$\frac{1}{T_3}$+…+$\frac{1}{T_n}$=$\frac{1}{2}[（1-\frac{1}{3}）$+$（\frac{1}{2}-\frac{1}{4}）$+$（\frac{1}{3}-\frac{1}{5}）$+…+$（\frac{1}{n-1}-\frac{1}{n+1}）$+$（\frac{1}{n}-\frac{1}{n+2}）]$
=$\frac{1}{2}（1+\frac{1}{2}-\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+2}）$=$\frac{3}{4}$-$\frac{2n+3}{2（n+1）（n+2）}$．

點評 本題考查了等比數(shù)列與等差數(shù)列的通項公式與求和公式、“裂項求和”方法、數(shù)列的遞推關(guān)系，考查了推理能力與計算能力，屬于中檔題．