(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 .