Question

1．已知數(shù)列{a_n}滿足：${a_1}=2，{a_2}=\frac{2}{3}，{a_n}=\frac{{2{a_{n-1}}{a_{n+1}}}}{{{a_{n-1}}+{a_{n+1}}}}\;（n∈{N^*}，n≥2）$．
（1）求證：數(shù)列$\{\;\frac{1}{a_n}\;\}$為等差數(shù)列；
（2）求數(shù)列$\{\;\frac{a_n}{2n+1}\;\}$的前n項(xiàng)和S_n．

Answer 1

分析 （Ⅰ）推導(dǎo)出$\frac{1}{a_n}-\frac{1}{{{a_{n-1}}}}=\frac{1}{{{a_{n+1}}}}-\frac{1}{a_n}（n∈{N^*}，n≥2）$，從而$\frac{1}{a_n}-\frac{1}{{{a_{n-1}}}}=\frac{1}{a_2}-\frac{1}{a_1}=\frac{3}{2}-\frac{1}{2}=1（n∈{N^*}，n≥2）$，由此能證明數(shù)列$\{\frac{1}{a_n}\}$為等差數(shù)列，首項(xiàng)為$\frac{1}{a_1}=\frac{1}{2}$，公差為d=1．
（Ⅱ）由$\frac{1}{a_n}=\frac{1}{2}+（n-1）×1=n-\frac{1}{2}$，得到${a_n}=\frac{1}{{n-\frac{1}{2}}}=\frac{2}{2n-1}$，從而$\frac{a_n}{2n+1}=\frac{2}{（2n-1）（2n+1）}=\frac{1}{2n-1}-\frac{1}{2n+1}$，由此能求出數(shù)列$\{\;\frac{a_n}{2n+1}\;\}$的前n項(xiàng)和S_n．

解答 （12分）
解：（Ⅰ）因?yàn)?{a_n}=\frac{{2{a_{n-1}}{a_{n+1}}}}{{{a_{n-1}}+{a_{n+1}}}}（n∈{N^*}，n≥2）$，
所以$\frac{2}{a_n}=\frac{1}{{{a_{n-1}}}}+\frac{1}{{{a_{n+1}}}}（n∈{N^*}，n≥2）$，
即：$\frac{1}{a_n}-\frac{1}{{{a_{n-1}}}}=\frac{1}{{{a_{n+1}}}}-\frac{1}{a_n}（n∈{N^*}，n≥2）$，
又因?yàn)?{a_1}=2，{a_2}=\frac{2}{3}$，
所以$\frac{1}{a_n}-\frac{1}{{{a_{n-1}}}}=\frac{1}{a_2}-\frac{1}{a_1}=\frac{3}{2}-\frac{1}{2}=1（n∈{N^*}，n≥2）$
所以數(shù)列$\{\frac{1}{a_n}\}$為等差數(shù)列，首項(xiàng)為$\frac{1}{a_1}=\frac{1}{2}$，公差為d=1．（6分）
（Ⅱ）由（Ⅰ）知：$\frac{1}{a_n}=\frac{1}{2}+（n-1）×1=n-\frac{1}{2}$，
所以${a_n}=\frac{1}{{n-\frac{1}{2}}}=\frac{2}{2n-1}$，
所以$\frac{a_n}{2n+1}=\frac{2}{（2n-1）（2n+1）}=\frac{1}{2n-1}-\frac{1}{2n+1}$，
所以${S_n}=\frac{a_1}{3}+\frac{a_2}{5}+…+\frac{a_n}{2n+1}=（\frac{1}{1}-\frac{1}{3}）+（\frac{1}{3}-\frac{1}{5}）+…+（\frac{1}{2n-1}-\frac{1}{2n+1}）$
=$1-\frac{1}{2n+1}=\frac{2n}{2n+1}$．（12分）

點(diǎn)評(píng) 本題考查等差數(shù)列的證明，考查數(shù)列的前n項(xiàng)和的求法，考查等差數(shù)列、裂項(xiàng)求和法等基礎(chǔ)知識(shí)，考查推理論證能力、運(yùn)算求解能力，考查化歸與轉(zhuǎn)化思想、函數(shù)與方程思想，是中檔題．