Question

已知函數(shù)f （x）=（x-1）²，數(shù)列{a_n}是公差為d的等差數(shù)列，數(shù)列{b_n}是公比為q的等比數(shù)列（q∈R，q≠1，q≠0）．若a₁=f（d-1），a₃=f （d+1），b₁=f （q-1），b₃=f （q+1），
（1）求數(shù)列{a_n}，{b_n}的通項公式；
（2）若數(shù)列{a_n}的前n項和為S_n，
①求證：對任意的n≥2，（n∈N^*）時  

1

S2

+

1

S3

+…+

1

Sn

＜1
②設(shè)數(shù)列{c_n}對任意的自然數(shù)n均有

c1

b1

+

c2

b2

+

c3

b3

+…+

cn

bn

=Sn+1成立，求c₁+c₂+c₃+…+c_n的值．

Answer 1

分析：（1）用d表示出a₁，a₃，由a₃-a₁=2d可得關(guān)于d的方程，解出d可得a_n，用q表示出b₁，b₃，由

b3

b1

=q2可得q的方程，解出q可得b_n；
（2）①由（1）可得S_n，利用裂項相消法可求得

1

S2

+

1

S3

+…+

1

Sn

，由結(jié)果可作出證明；②由

c1

b1

+

c2

b2

+

c3

b3

+…+

cn

bn

=S_n+1，得

c1

b1

+

c2

b2

+

c3

b3

+…+

cn-1

bn-1

=S_n（n≥2），兩式相減可求得c_n，注意驗證n=1也適合，利用錯位相減法可求得c₁+c₂+c₃+…+c_n的值．

解答：解：（1）a1=f(d-1)=(d-2)2，a3=f(d+1)=d2，
∴a₃-a₁=2d，即d²-（d-2）²=2d，解得d=2，
∴a₁=0，a_n=2（n-1），
又b₁=f（q-1）=（q-2）²，b₃=f （q+1）=q²，

b3

b1

=q2，
∴

q2

(q-2)2

=q2，
∵q≠1，∴b1=1，bn=3n-1；
（2）①證明：∵S_n=n（n-1），
∴

1

Sn

=

1

n(n-1)

=

1

n-1

-

1

n

（n≥2），
則

1

S2

+

1

S3

+…+

1

Sn

=（1-

1

2

）+（

1

2

-

1

3

）+…+（

1

n-1

-

1

n

）=1-

1

n

＜1；
②由

c1

b1

+

c2

b2

+

c3

b3

+…+

cn

bn

=S_n+1，得

c1

b1

+

c2

b2

+

c3

b3

+…+

cn-1

bn-1

=S_n（n≥2），
兩式相減得

cn

bn

=S_n+1-S_n=a_n+1=2n，n=1也符合，
∴c_n=2n•b_n=2n•3^n-1=

2

3

n•3n，
令Tn=1•31+2•32+…+n•3n，
利用錯位相減法可得Tn=

2n-1

4

•3n+1+

3

4

∴c₁+c₂+c₃+…+c_n=

2

3

Tn=(n-

1

2

)•3n+

1

2

．

點評：本題考查等差數(shù)列等比數(shù)列的通項公式、數(shù)列求和、數(shù)列與不等式的綜合，考查學生綜合運用所學知識解決問題的能力，對能力要求較高．