设实数数列 $\{a_n\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n$,满足 $S_{n+1}=a_{n+1}S_n$($n\in\mathbb N^{\ast}$).
【难度】
【出处】
2011年高考重庆卷(理)
【标注】
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的通项公式
    >
    前n项和与通项公式之间的关系
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的性质
    >
    数列的单调性
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的性质
    >
    数列的有界性
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    放缩
    >
    利用递推式变形放缩
  1. 若 $a_1,S_2,-2a_2$ 成等比数列,求 $S_2$ 和 $a_3$;
    标注
    • 知识点
      >
      数列
      >
      数列的通项公式
      >
      前n项和与通项公式之间的关系
    答案
    $S_2=-2$,$a_3=\dfrac 23$
    解析
    根据题意,有\[a_1+a_2=a_1\cdot a_2,\]于是由\[\dfrac{S_2}{a_1}=\dfrac{-2a_2}{S_2},\]可得\[S_2=a_1+a_2=a_1\cdot a_2=-2,\]又\[a_1+a_2+a_3=a_3\cdot (a_1+a_2),\]解得 $a_3=-\dfrac 23$.
  2. 求证:对 $k\geqslant 3$,有 $0\leqslant a_{k+1}\leqslant a_k\leqslant \dfrac 43$.
    标注
    • 知识点
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      数列
      >
      数列的性质
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      数列的单调性
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      数列
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      数列的性质
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      数列的有界性
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      不等式
      >
      放缩
      >
      利用递推式变形放缩
    答案
    解析
    由已知条件可得$$S_n+a_{n+1}=a_{n+1}S_n,$$于是$$S_n=\dfrac{a_{n+1}}{a_{n+1}-1},$$因此$$\dfrac{a_{n+2}}{a_{n+2}-1}=a_{n+1}\cdot\dfrac{a_{n+1}}{a_{n+1}-1},$$从而可得$$a_{n+2}=\dfrac{a_{n+1}^2}{a_{n+1}^2-a_{n+1}+1}.$$当 $a_3=0$ 时,$a_n=0$,命题成立;
    当 $a_3\neq 0$ 时,$a_n\neq 0$,此时$$a_{n+2}=\dfrac{1}{\left(\frac{1}{a_{n+1}}-\frac 12\right)^2+\frac 34},$$显然有$$0< a_{n+2}\leqslant \dfrac 43,$$进而$$\dfrac{a_{n+2}}{a_{n+1}}=\dfrac{1}{a_{n+1}+\frac{1}{a_{n+1}}-1}\leqslant 1,$$于是$$a_{n+2}\leqslant a_{n+1}.$$因此命题成立.
    综上所述,原命题得证.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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