设数列{an}的前n项和为Sn,且方程x平方-anx-an=0有一根为Sn-1

1个回答

  • ∵数列{a[n]}的前n项和为S[n],且方程x^2-a[n]x-a[n]=0有一根为S[n]-1

    ∴(S[n]-1)^2-a[n](S[n]-1)-a[n]=0

    当n=1时:

    ∵(S[1]-1)^2-a[1](S[1]-1)-a[1]=0

    (a[1]-1)^2-a[1](a[1]-1)-a[1]=0

    a[1]^2-2a[1]+1-a[1]^2+a[1]-a[1]=0

    a[1]=1/2

    ∴S[1]=a[1]=1/2

    当n=2时:

    ∵(S[2]-1)^2-a[2](S[2]-1/2)-a[2]=0

    (a[2]+S[1]-1)^2-a[2](a[2]+S[1]-1)-a[2]=0

    (a[2]-1/2)^2-a[2](a[2]-1/2)-a[2]=0

    a[2]^2-a[2]+1/4-a[2]^2+a[2]/2-a[2]=0

    3a[2]/2=1/4

    a[2]=1/6

    ∴S[2]=a[1]+a[2]=1/2+1/6=2/3

    当n=3时:

    ∵(S[3]-1)^2-a[3](S[3]-1/2)-a[3]=0

    (a[3]+S[2]-1)^2-a[3](a[3]+S[2]-1)-a[3]=0

    (a[3]-1/3)^2-a[3](a[3]-1/3)-a[3]=0

    a[3]^2-2a[3]/3+1/9-a[3]^2+a[3]/3-a[3]=0

    4a[3]/3=1/9

    a[3]=1/12

    ∴S[3]=a[1]+a[2]+a[3]=1/2+1/6+1/12=3/4

    猜想:S[n]=n/(n+1)

    证明:

    ∵(S[n]-1)^2-a[n](S[n]-1)-a[n]=0

    (S[n]-1)^2-(S[n]-S[n-1])(S[n]-1)-(S[n]-S[n-1])=0

    S[n]^2-2S[n]+1-S[n]^2+S[n]+S[n]S[n-1]-S[n-1]-S[n]+S[n-1]=0

    -2S[n]+1+S[n]S[n-1]=0

    2S[n]-S[n]S[n-1]=1

    ∴S[n]=1/(2-S[n-1])

    用不动点法:x=1/(2-x),得:x=1

    ∵S[n]-1=1/(2-S[n-1])-1=(S[n-1]-1)/(2-S[n-1])

    1/(S[n]-1)=(2-S[n-1])/(S[n-1]-1)=1/(S[n-1]-1)-1

    1/(S[n]-1)-1/(S[n-1]-1)=-1

    ∴{1/(S[n]-1)}是首项为1/(S[1]-1)=-2,公差为-1的等差数列

    即:1/(S[n]-1)=-2-(n-1)=-n-1

    S[n]-1=-1/(n+1)

    ∴S[n]=n/(n+1)