数列{an}的各项均为正数,Sn其前n项和,对于任意的n∈N*总有an,Sn,an2成等差数列(1)求a1; (2)求数列{an}的通项公式;(3)设数列{bn}的前n项和为Tn,且bn=1an2,求证:对任意正整数n,总有Tn<2.

问题描述:

数列{an}的各项均为正数,Sn其前n项和,对于任意的n∈N*总有an,Sn,an2成等差数列
(1)求a1; 
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)设数列{bn}的前n项和为Tn,且bn=

1
an2
,求证:对任意正整数n,总有Tn<2.

(1)由已知:对于任意的n∈N*总有an,Sn,an2成等差数列,数列{an}的各项均为正数,
∴2S1=a1+a12,解得a1=1
(2)由已知:对于n∈N*,总有2Sn=an+an2①成立
∴2Sn-1=an-1+an-12(n≥2)②
①②得2an=an+an2-an-1-an-12
∴an+an-1=(an+an-1)(an-an-1)∵an,an-1均为正数,
∴an-an-1=1(n≥2)
∴数列{an}是公差为1的等差数列.
∴an=n.
(3)bn=

1
an2
=
1
n2
1
n−1
-
1
n
(n≥2)
当n=1时,Tn=b1=1<2,
当n≥2时,Tn=
1
12
+
1
22
+…+
1
n2
<1+(1-
1
2
)+(
1
2
-
1
3
)+…+(
1
n−1
-
1
n
)=2-
1
n
<2,
∴对任意正整数n,总有Tn<2.
答案解析:(1)由已知:对于任意的n∈N*总有an,Sn,an2成等差数列,数列{an}的各项均为正数,可得2S1=a1+a12,即可求a1; 
(2)由已知可得2Sn-1=an-1+an-12(n≥2从而导出an+an-1=(an+an-1)(an-an-1),利用an,an-1均为正数,所以an-an-1=1(n≥2),由此推出an=n.
(3)利用放缩、裂项法,即可证明结论.
考试点:数列的求和;数列递推式.
知识点:本题考查数列的求和,着重考查递推关系的应用及等差关系关系的确定,这是重点也是难点,属于中档题