设数列{an}的前n项和为Sn,若对于所有的自然数n,都有Sn=n(a1+an)2,证明{an}是等差数列.
问题描述:
设数列{an}的前n项和为Sn,若对于所有的自然数n,都有Sn=
,证明{an}是等差数列. n(a1+an) 2
答
证明:法一:令d=a2-a1.下面用数学归纳法证明an=a1+(n-1)d(n∈N).(1)当n=1时上述等式为恒等式a1=a1.当n=2时,a1+(2-1)d=a1+(a2-a1)=a2,等式成立.(2)假设当n=k(k≥2)时命题成立,ak=a1+(k-1)d....
答案解析:本小题考查等差数列的证明方法,数学归纳法及推理论证能力.
等差数列的证明是数列的常见题型,本题可用两种方法:
一是用数学归纳法,适用于理科,因为只要能证明{an}的通项公式满足等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d(n∈N),问题就可得证,这显然是与自然序号n有关的命题,故可以选择数学归纳法;
二是数列用定义证明,即证明an-an-1=m(常数),利用已知前n项和Sn=
,首先利用an=sn-sn-1表示出an,然后可以计算an-an-1=m证明之,n(a1+an) 2
考试点:等差关系的确定.
知识点:等差数列的证明在高考中常见,是高考的重要题型,本题就是全国高考题.
等差数列的证明最常用的有两种方法:1.用定义证明,即证明an-an-1=m(常数),有时题目很简单,很快可求证,但有时则需要一定的变形技巧,这需要多做题,慢慢就会有感觉的,本题就有些复杂. 2.用等差数列的性质证明,即证明2an=an-1+an+1,此法不适用于本题,对于给出数列通项公式的证明,此法比较方便.
另外本题因为是与自然序号相关的命题,所以法一运用了数学归纳法,尽管繁琐,但思路清晰.