已知數(shù)列{an}中,Sn是{an}的前n項(xiàng)和,且Sn是2a與-2nan的等差中項(xiàng),其中a是不等于零的常數(shù).
(1)求a1,a2,a3;
(2)猜想an的表達(dá)式,并用數(shù)學(xué)歸納法加以證明.
解:(1)由題意S
n=a-na
n,…(1分)
當(dāng)n=1時(shí),S
1=a
1=a-a
1,∴
; …(2分)
當(dāng)n=2時(shí),S
2=a
1+a
2=a-2a
2,∴
; …(3分)
當(dāng)n=3時(shí),S
3=a
1+a
2+a
3=a-3a
3,∴
; …(4分)
(2)猜想:
.…(6分)
證明:①當(dāng)n=1時(shí),由(1)可知等式成立; …(7分)
②假設(shè)n=k(k≥1,k∈N
*)時(shí)等式成立,即:
,…(8分)
則當(dāng)n=k+1時(shí),a
k+1=S
k+1-S
k=a-(k+1)a
k+1-(a-ka
k),
∴
,∴
,
即n=k+1時(shí)等式也成立.…(14分)
綜合①②知:
對任意n∈N
*均成立.…(15分)
分析:(1)通過n=1,2,3,利用S
n=a-na
n,求出a
1,a
2,a
3的值即可.
(2)根據(jù)(1)數(shù)列前3項(xiàng)的數(shù)值特征,猜想a
n的表達(dá)式,利用數(shù)學(xué)歸納法加驗(yàn)證n=1時(shí)猜想成立,然后假設(shè)n=k時(shí)猜想成立,證明n=k+1時(shí)猜想也成立.
點(diǎn)評:本題的考點(diǎn)是數(shù)學(xué)歸納法,主要考查已知數(shù)列的遞推關(guān)系式,求出數(shù)列的前幾項(xiàng),猜想通項(xiàng)公式,利用數(shù)學(xué)歸納法證明猜想成立,注意數(shù)學(xué)歸納法證明時(shí),必須用上假設(shè).證明當(dāng)n=k+1時(shí),猜想也成立,是解題的難點(diǎn)和關(guān)鍵.