已知各项均为正数的数列{a n }满足: a 1 +2 a 2 +3 a 3 +…+n a n n = ( a 1 +1

1个回答

  • (Ⅰ)a 1=2,a 2=3,a 3=4,猜测:a n=n+1

    下用数学归纳法

    ①当n=1时,a 1=1+1=2,猜想成立;

    ②假设当n=k(k≥1)时猜想成立,即a k=k+1

    由条件 a 1 +2 a 2 +3 a 3 +…+n a n =

    n( a n +1) a n

    3 ∴ a 1 +2 a 2 +3 a 3 +…+(n-1) a n-1 =

    (n-1)( a n-1 +1) a n-1

    3 (n≥2)

    两式相减得: n a n =

    n( a n +1) a n

    3 -

    (n-1)( a n-1 +1) a n-1

    3

    则当n=k+1时, (k+1) a k+1 =

    (k+1)( a k+1 +1)

    3 -

    k( a k +1) a k

    3 ⇒

    a 2k+1 -2 a k+1 -k(k+2)=0 ∴a k+1=k+2即当n=k+1时,猜想也成立

    故对一切的n∈N *,a n=n+1成立

    (Ⅱ)设 f(x)=sinx-

    2

    π x(0<x<

    π

    2 )

    由 f′(x)=cosx-

    2

    π =0⇒x=arccos

    2

    π

    由y=cosx的单调性知f(x)在 (0,

    π

    2 ] 内有且只有一个极大值点,

    且 f(0)=f(

    π

    2 )=0 ∴ 在(0,

    π

    3 )内f(x)>0

    即 sinx>

    2

    π x(0<x<

    π

    2 ) .

    令 x=

    π

    a n ,当n≥2 时有

    π

    a n ∈(0,

    π

    2 ) ,∴ sin

    π

    a n >

    2

    a n

    又当 n=1时,

    π

    a n =

    π

    2 ,∴ sin

    π

    a n =

    2

    a n ∴ sin

    π

    a n ≥

    2

    a n (n∈ N * )

    (Ⅲ)∵a na n+1≥6,∴

    1

    a n a n+1 ∈(0,

    π

    2 )

    由(Ⅱ)可知 sin

    π

    a n a n+1 >

    2

    a n a n+1 ∴ S n =sin

    π

    2•3 +sin

    π

    3•4 +…+sin

    π

    (n+1)•(n+2) >2(

    1

    2 -

    1

    3 +

    1

    3 -

    1

    4 +…+

    1

    n+1 -

    1

    n+2 )=2(

    1

    2 -

    1

    n+2 )≥

    1

    3

    即对一切 n∈ N * , S n >

    1

    3 .

    又∵ 在(0,

    π

    2 )内sinx<x ∴ S n =sin

    π

    2•3 +sin

    π

    3•4 +…+sin

    π

    (n+1)•(n+2) <π(

    1

    2 -

    1

    3 +

    1

    3 -

    1

    4 +…+

    1

    n+1 -

    1

    n+2 )=π(

    1

    2 -

    1

    n+2 )<

    π

    2

    即对一切 n∈ N * , S n <

    π

    2 .∴

    1

    3 < S n <

    π

    2 .