12.数列1,2,3,4,5,…的前n项之和等于________________.
答案 +[1-()n]
解析 由数列各项可知通项公式为an=n+,由分组求和公式结合等差数列、等比数列求和公式可知前n项和为Sn=+[1-()n].
13.设数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an+1=λSn+1(n∈N*,且λ≠-1),且a1,2a2,a3+3为等差数列{bn}的前三项.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)求数列{anbn}的前n项和.
解 (1)方法一 ∵an+1=λSn+1(n∈N*),
∴an=λSn-1+1(n≥2).
∴an+1-an=λan,即an+1=(λ+1)an (n≥2),λ+1≠0,
又a1=1,a2=λS1+1=λ+1,
∴数列{an}是以1为首项,以λ+1为公比的等比数列,
∴a3=(λ+1)2,∴4(λ+1)=1+(λ+1)2+3,
整理得λ2-2λ+1=0,得λ=1.
∴an=2n-1,bn=1+3(n-1)=3n-2.
方法二 ∵a1=1,an+1=λSn+1(n∈N*),
∴a2=λS1+1=λ+1,
a3=λS2+1=λ(1+λ+1)+1=λ2+2λ+1.
∴4(λ+1)=1+λ2+2λ+1+3,
整理得λ2-2λ+1=0,得λ=1.
∴an+1=Sn+1 (n∈N*),
an=Sn-1+1(n≥2),
∴an+1-an=an,即an+1=2an (n≥2),又a1=1,a2=2,
∴数列{an}是以1为首项,以2为公比的等比数列,
∴an=2n-1,bn=1+3(n-1)=3n-2.
(2)设数列{anbn}的前n项和为Tn,
anbn=(3n-2)·2n-1,
∴Tn=1·1+4·21+7·22+…+(3n-2)·2n-1.①
∴2Tn=1·21+4·22+7·23+…+(3n-5)·2n-1+(3n-2)·2n.②
①-②得,-Tn=1·1+3·21+3·22+…+3·2n-1-(3n-2)·2n=1+3·-(3n-2)·2n.
整理得Tn=(3n-5)·2n+5.
14.已知数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,且Sn= (n∈N*),
(1)求证:数列{an}是等差数列;
(2)设bn=,Tn=b1+b2+…+bn,若λ≤Tn对于任意n∈N*恒成立,求实数λ的取值范围.
(1)证明 ∵Sn= (n∈N*),①
∴Sn-1= (n≥2).②
①-②得an= (n≥2),
整理得(an+an-1)(an-an-1)=(an+an-1),
∵数列{an}的各项均为正数,∴an+an-1≠0,
∴an-an-1=1(n≥2).
当n=1时,a1=1,
∴数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列.
(2)解 由(1)得Sn=,
∴bn===2(-),
∴Tn=2[(1-)+(-)+(-)+…+(-)]=2(1-)=,
∵Tn=,∴Tn单调递增,∴Tn≥T1=1,∴λ≤1.故λ的取值范围为(-∞,1].