已知正项数列 $\left\{a_n\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n$.
【难度】
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    求数列的通项公式
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    前n项和与通项公式之间的关系
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    前n项和与通项公式之间的关系
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    求数列通项的辅助数列法
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    求数列的通项公式
  1. 若 $\forall n\in\mathbb N^*,S_n=\dfrac 12\left(a_n+\dfrac{1}{a_n}\right)$,求数列 $\left\{a_n\right\}$ 的通项公式;
    标注
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      求数列的通项公式
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      前n项和与通项公式之间的关系
    答案
    $a_n=\sqrt{n}-\sqrt{n-1},n\in\mathbb N^*$
    解析
    当 $n=1$ 时,可得 $a_1=1$;
    当 $n\geqslant 2$ 时,根据已知条件有$$S_n=\dfrac 12\left(S_n-S_{n-1}+\dfrac{1}{S_n-S_{n-1}}\right),$$整理得 $S_n^2-S_{n-1}^2=1$,从而有 $S_n^2=n,n\in\mathbb N^*$,进而不难解得 $a_n=\sqrt{n}-\sqrt{n-1},n\in\mathbb N^*$.
  2. 若 $\forall n\in\mathbb N^*,a_n=\dfrac 12\left(S_n+\dfrac{1}{S_n}\right)$,求数列 $\left\{a_n\right\}$ 的通项公式.
    标注
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      求数列通项的辅助数列法
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    答案
    $a_n=\dfrac{1}{\sin\dfrac{\mathrm \pi} {2^n}},n\in\mathbb N^*$
    解析
    当 $n=1$ 时,可得 $a_1=1$;
    当 $n\geqslant 2$ 时,根据已知条件有$$S_n-S_{n-1}=\dfrac 12\left(S_n+\dfrac{1}{S_n}\right),$$整理得$$\dfrac{1}{S_{n-1}}=\dfrac{\dfrac 2{S_n}}{1-\dfrac{1}{S_n^2}}.$$联想到三角公式$$\tan{2x}=\dfrac{2\tan x}{1-\tan^2{x}},$$结合 $S_1=1=\tan\dfrac{\mathrm \pi} {4}$,可得$$\dfrac{1}{S_n}=\tan\dfrac{\mathrm \pi} {2^{n+1}},n\in\mathbb N^*,$$进而可得$$a_n=\dfrac{1}{\sin\dfrac{\mathrm \pi} {2^n}},n\in\mathbb N^*.$$
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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