(12分)设数列 a_ n 满足 a_ 1 =0 且 1…——2011 高考数学第 20 题答案解析

2011_大纲版 (2011·理)

2011 全国 第 20 题 解答题 区分题
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20.(12分)设数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}=0$ 且 $\frac{1}{1-a_{n+1}}-\frac{1}{1-a_{n}}=1$ .
(I)求 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(II)设 $\mathrm{b}_{\mathrm{n}}=\frac{1-\sqrt{\mathrm{a}_{\mathrm{n}+1}}}{\sqrt{\mathrm{n}}}$ ,记 $\mathrm{S}_{\mathrm{n}}=\sum_{\mathrm{k}=1}^{\mathrm{n}} \mathrm{b}_{\mathrm{k}}$ ,证明: $\mathrm{S}_{\mathrm{n}}<1$ .

完整解析 · 逐步详解

【考点】8E:数列的求和; 8 H :数列递推式; 8 K :数列与不等式的综合.
【专题】11:计算题;16:压轴题.
【分析】(I)由 $\left\{\frac{1}{1-a_{n}}\right\}$ 是公差为 1 的等差数列,知 $\frac{1}{1-a_{n}}=\frac{1}{1-a_{1}}+(n-1) \times 1=n$ ,由此能求出 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式。
(II)由 $\mathrm{b}_{\mathrm{n}}=\frac{1-\sqrt{\mathrm{a}_{\mathrm{n}+1}}}{\sqrt{\mathrm{n}}}=\frac{1-\sqrt{\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{n}+1}}}{\sqrt{\mathrm{n}}}=\frac{1}{\sqrt{\mathrm{n}}}-\frac{1}{\sqrt{\mathrm{n}+1}}$ ,能够证明 $\mathrm{S}_{\mathrm{n}}<1$ .
【解答】解:(I )$\left\{\frac{1}{1-a_{n}}\right\}$ 是公差为 1 的等差数列,
$\frac{1}{1-a_{n}}=\frac{1}{1-a_{1}}+(n-1) \times 1=n$ ,
$\therefore a_{n}=\frac{n-1}{n}\left(n \in N^{*}\right)$ .
(II) $\mathrm{b}_{\mathrm{n}}=\frac{1-\sqrt{\mathrm{a}_{\mathrm{n}+1}}}{\sqrt{\mathrm{n}}}=\frac{1-\sqrt{\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{n}+1}}}{\sqrt{\mathrm{n}}}=\frac{1}{\sqrt{\mathrm{n}}}-\frac{1}{\sqrt{\mathrm{n}+1}}$ ,
$\therefore S_{n}=\left(\frac{1}{\sqrt{1}}-\frac{1}{\sqrt{2}}\right)+\left(\frac{1}{\sqrt{2}}-\frac{1}{\sqrt{3}}\right)+\cdots+\left(\frac{1}{\sqrt{n}}-\frac{1}{\sqrt{n+1}}\right)=1-\frac{1}{\sqrt{n+1}}<1$ .

【点评】本题考查数列的性质和应用,解题时要注意裂项求和法的合理运用.

✅ 来源:2011年 · 全国 · 2011_大纲版 (2011·理) · 第 20 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

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