Question

5．設(shè)數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和S_n=2a_n-a₁．且a₁，a₂+1，a₂成等差數(shù)列．
（1）求數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式；
（2）記數(shù)列$\frac{{2}^{n}}{（{a}_{n}-1）（{a}_{n-1}-1）}$的前n項(xiàng)和T_n，求使得|T_n-1|$＜\frac{1}{2016}$成立的n的最小值．

Answer 1

分析 （1）由S_n=2a_n-a₁，得S_n-1=2a_n-1-a₁，n≥2，兩式相減，得a_n=2a_n-1，從而數(shù)列{a_n}是首項(xiàng)為2，公比為2的等比數(shù)列，由此能求出a_n．
（2）由${a}_{n}={2}^{n}$，得$\frac{{2}^{n}}{（{a}_{n}-1）（{a}_{n-1}-1）}$=$\frac{{2}^{n}}{（{2}^{n}-1）（{2}^{n-1}-1）}$=$\frac{1}{{2}^{n}-1}-\frac{1}{{2}^{n-1}-1}$，由此利用裂項(xiàng)求和法能求出使得|T_n-1|$＜\frac{1}{2016}$成立的n的最小值．

解答 解：（1）∵數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和S_n=2a_n-a₁，∴S_n-1=2a_n-1-a₁，n≥2，
兩式相減，得a_n=2a_n-1，n≥2，
∴a₂=2a₁，a₃=4a₁，
∵a₁，a₂+1，a₂成等差數(shù)列，
∴a₁+a₃=2（a₂+1），∴a₁+4a₁=2（2a₁+1），解得a₁=2，
∴數(shù)列{a_n}是首項(xiàng)為2，公比為2的等比數(shù)列，
∴a_n=2ⁿ．
（2）由${a}_{n}={2}^{n}$，得$\frac{{2}^{n}}{（{a}_{n}-1）（{a}_{n-1}-1）}$=$\frac{{2}^{n}}{（{2}^{n}-1）（{2}^{n-1}-1）}$=$\frac{1}{{2}^{n}-1}-\frac{1}{{2}^{n-1}-1}$，
∴數(shù)列$\frac{{2}^{n}}{（{a}_{n}-1）（{a}_{n-1}-1）}$的前n項(xiàng)和：
T_n=$\frac{1}{2-1}-\frac{1}{{2}^{2}-1}+\frac{1}{{2}^{2}-1}-\frac{1}{{2}^{3}-1}$+…+$\frac{1}{{2}^{n}-1}-\frac{1}{{2}^{n+1}-1}$
=$1-\frac{1}{{2}^{n+1}-1}$，
∵|T_n-1|$＜\frac{1}{2016}$，
∴|1-$\frac{1}{{2}^{n+1}-1}-1$|＜$\frac{1}{2016}$，即2ⁿ⁺¹＞2017，
∵2¹⁰=1024＜2017＜2048=2¹¹，
∴n+1≥11，
∴使得|T_n-1|$＜\frac{1}{2016}$成立的n的最小值是10．

點(diǎn)評(píng) 本題考查數(shù)列的通項(xiàng)公式的求法，考查滿足條件的自然數(shù)的最小值的求法，是中檔題，注意裂項(xiàng)求和法的合理運(yùn)用．