本题导读

本题考查数列的通项公式。核心在于因式分解法、裂项相消法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2013年江西卷(理)) 正项数列 的前 项和 满足:.

(1)求数列 的通项公式 ;

(2)令 ,数列 的前 项和为 .证明:对于任意 ,都有 .

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(求通项):
    • 解方程:将已知等式看作关于 的一元二次方程,利用因式分解法求出 。
    • 筛选解:利用“正项数列”即 排除负根。
    • 求通项:利用 及 () 求出 。
  2. 第二问(求和并证明):
    • 代入化简:将第一问求得的 代入 表达式。
    • 构造裂项:观察分式特征,利用裂项技巧将 分解为两项之差。
    • 求和消项:利用裂项相消法求出 的闭式表达式。
    • 放缩证明:观察 的结构,去掉减项部分进行放缩,从而证明不等式。

✅【答案】

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所以数列 的通项公式为 。;所以

✍【详细解析】

Abstract

(1)解: 由 ,因式分解得: 因为 是正项数列,所以 。 故 。 当 时,。 当 时: 。 由于 符合上式, 所以数列 的通项公式为 。

(2)证明: 将 代入 得: 利用裂项技巧: 故 。 则 相消后剩下前两项的正号部分与后两项的负号部分: 由于 ,则 。 所以 。 证毕。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:本题完美结合了因式分解、由 求 以及裂项相消法。 2. 易错点: * 在第一问中,必须验证 是否满足通项公式。 * 在第二问裂项时,由于分母是 与 ,相消时会剩下两对项(即前两项和后两项),容易漏项。

核心方法:见详细解析

避坑指南:处理 与 关系时,务必注意“正项”这一前提条件对根的筛选作用。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:本题完美结合了因式分解、由 求 以及裂项相消法。 2. 易错点: * 在第一问中,必须验证 是否满足通项公式。 * 在第二问裂项时,由于分母是 与 ,相消时会剩下两对项(即前两项和后两项),容易漏项。

结论推广:常见的裂项形式有 。本题是其平方形式的变形。 5. 放缩思路: 证明 时,若 且 ,则直接去掉 是最简单的放缩方式。

方法推广:见详细解析

🔗【关联脉络】

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