| 模型 | 模型答案 | 正确答案 |
|---|---|---|
| 金声玉亮2.0 | (1)【解析】 我们首先考虑题目给出的条件: \[ a_1 + 3a_2 + 5a_3 + \ldots + (2n-1)a_n = 2n \] 为了找到数列 \(\{a_n\}\) 的通项公式,我们可以尝试通过归纳法来推导。 首先,考虑 \(n=1\) 时: \[ a_1 = 2 \] 接下来,假设对于 \(n=k\) 时成立,即: \[ a_1 + 3a_2 + 5a_3 + \ldots + (2k-1)a_k = 2k \] 我们需要证明对于 \(n=k+1\) 时也成立: \[ a_1 + 3a_2 + 5a_3 + \ldots + (2k-1)a_k + (2(k+1)-1)a_{k+1} = 2(k+1) \] 根据假设条件: \[ a_1 + 3a_2 + 5a_3 + \ldots + (2k-1)a_k = 2k \] 所以我们有: \[ 2k + (2k+1)a_{k+1} = 2(k+1) \] 解这个方程可以得到: \[ (2k+1)a_{k+1} = 2 \] \[ a_{k+1} = \frac{2}{2k+1} \] 因此,数列 \(\{a_n\}\) 的通项公式为: \[ a_n = \frac{2}{2n-1} \] <eoe> 【答案】\( a_n = \frac{2}{2n-1} \)<eoa> (2)【解析】 我们需要求数列 \(\left\{\frac{a_n}{2n+1}\right\}\) 的前 \(n\) 项和。 首先,利用我们已经求得的通项公式 \(a_n = \frac{2}{2n-1}\),我们可以得到: \[ \frac{a_n}{2n+1} = \frac{\frac{2}{2n-1}}{2n+1} = \frac{2}{(2n-1)(2n+1)} \] 接下来,我们需要求前 \(n\) 项和: \[ \sum_{k=1}^n \frac{2}{(2k-1)(2k+1)} \] 我们可以使用部分分式分解来简化这个表达式: \[ \frac{2}{(2k-1)(2k+1)} = \frac{2}{2k-1} - \frac{2}{2k+1} \] 因此,前 \(n\) 项和可以写成: \[ \sum_{k=1}^n \left( \frac{2}{2k-1} - \frac{2}{2k+1} \right) \] 这是一个望远镜求和,许多项会相互抵消: \[ \left( \frac{2}{1} - \frac{2}{3} \right) + \left( \frac{2}{3} - \frac{2}{5} \right) + \left( \frac{2}{5} - \frac{2}{7} \right) + \ldots + \left( \frac{2}{2n-1} - \frac{2}{2n+1} \right) \] 所有中间项都相互抵消,最后剩下: \[ 2 - \frac{2}{2n+1} \] 因此,数列 \(\left\{\frac{a_n}{2n+1}\right\}\) 的前 \(n\) 项和为: \[ 2 - \frac{2}{2n+1} \] <eoe> 【答案】\( 2 - \frac{2}{2n+1} \)<eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| deepseekr1 | (1)【解析】 当n=1时,左边为a₁=2×1=2,故a₁=2。对于n≥2,考虑当n时的等式和n-1时的等式之差: Σ_{k=1}^n (2k−1)a_k =2n, Σ_{k=1}^{n-1} (2k−1)a_k =2(n−1)。 两式相减得:(2n−1)a_n=2,故a_n=2/(2n−1)。验证当n=1时也成立,因此通项公式为aₙ=2/(2n−1)。 <eoe> 【答案】 aₙ = \frac{2}{2n - 1} <eoa> (2)【解析】 数列通项为aₙ/(2n+1) = [2/(2n−1)]/(2n+1) = 2/[(2n−1)(2n+1)]。将其分解为部分分式: \frac{2}{(2n−1)(2n+1)} = \frac{1}{2n−1} - \frac{1}{2n+1}。 前n项和Sₙ = Σ_{k=1}^n [1/(2k−1) -1/(2k+1)]。展开后相邻项相互抵消,得: Sₙ = 1 - \frac{1}{2n+1} = \frac{2n}{2n+1}。 <eoe> 【答案】 Sₙ = \frac{2n}{2n + 1} <eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| gpto1 | 17. (12 分) 设数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. (1) 【解析】 首先,将给出的等式表示为: \[ S_n = \sum_{k=1}^{n} (2k - 1)a_k = 2n \] 考虑 $S_n$ 与 $S_{n-1}$ 之差: \[ S_n - S_{n-1} = [(2n - 1)a_n] = 2n - 2(n - 1) = 2 \] 因此有: \[ (2n - 1)a_n = 2 \] 解得: \[ a_n = \dfrac{2}{2n - 1} \] <eoe> 【答案】 $a_n = \dfrac{2}{2n - 1}$ <eoa> (2) 【解析】 根据已知的通项公式: \[ a_n = \dfrac{2}{2n - 1} \] 因此: \[ \dfrac{a_n}{2n + 1} = \dfrac{2}{(2n - 1)(2n + 1)} \] 注意到: \[ (2n - 1)(2n + 1) = (2n)^2 - 1 = 4n^2 - 1 \] 另一方面, \[ \dfrac{1}{2n - 1} - \dfrac{1}{2n + 1} = \dfrac{(2n + 1) - (2n - 1)}{(2n - 1)(2n + 1)} = \dfrac{2}{(2n - 1)(2n + 1)} \] 因此: \[ \dfrac{a_n}{2n + 1} = \dfrac{1}{2n - 1} - \dfrac{1}{2n + 1} \] 求前 $n$ 项和: \[ S = \sum_{k=1}^{n} \left( \dfrac{1}{2k - 1} - \dfrac{1}{2k + 1} \right ) = \left( \dfrac{1}{1} - \dfrac{1}{3} \right ) + \left( \dfrac{1}{3} - \dfrac{1}{5} \right ) + \cdots + \left( \dfrac{1}{2n - 1} - \dfrac{1}{2n + 1} \right ) \] 中间项相消,最后剩下: \[ S = \dfrac{1}{1} - \dfrac{1}{2n + 1} = 1 - \dfrac{1}{2n + 1} \] <eoe> 【答案】 $\displaystyle \sum_{k=1}^{n} \dfrac{a_k}{2k + 1} = 1 - \dfrac{1}{2n + 1}$ <eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| GPT-4o | (1)【解析】 首先,我们要找到数列 \(\{a_n\}\) 的通项公式。已知条件是 \[ a_1 + 3a_2 + 5a_3 + \ldots + (2n-1)a_n = 2n. \] 为了简化问题,考虑前 \(n\) 项的和 \(S_n\): \[ S_n = a_1 + 3a_2 + 5a_3 + \ldots + (2n-1)a_n = 2n. \] 我们将 \(n\) 增加1,考虑 \(S_{n+1}\): \[ S_{n+1} = a_1 + 3a_2 + 5a_3 + \ldots + (2n-1)a_n + (2n+1)a_{n+1} = 2(n+1) = 2n + 2. \] 利用 \(S_{n+1} - S_n\),我们可以得到: \[ (2n+1)a_{n+1} = 2. \] 因此,得到: \[ a_{n+1} = \frac{2}{2n+1}. \] 改写为通项公式: \[ a_n = \frac{2}{2(n-1)+1} = \frac{2}{2n-1}. \] <eoe> 【答案】 \(a_n = \frac{2}{2n-1}\).<eoa> (2)【解析】 接下来我们要求数列 \(\left\{\frac{a_n}{2n+1}\right\}\) 的前 \(n\) 项和。 先代入 \(a_n\) 的通项公式: \[ \frac{a_n}{2n+1} = \frac{\frac{2}{2n-1}}{2n+1} = \frac{2}{(2n-1)(2n+1)}. \] 我们可以将 \(\frac{2}{(2n-1)(2n+1)}\) 进行分解: \[ \frac{2}{(2n-1)(2n+1)} = \frac{2}{4n^2-1} = \frac{2}{4n^2-1} = \frac{2}{4(n^2- \frac{1}{4})} = \frac{1}{2n-1} - \frac{1}{2n+1}. \] 因此,数列 \(\left\{\frac{a_n}{2n+1}\right\}\) 的前 \(n\) 项和为: \[ \sum_{k=1}^{n} \left(\frac{1}{2k-1} - \frac{1}{2k+1}\right). \] 这是一个望远镜求和,许多项会相互抵消: \[ \left(\frac{1}{1} - \frac{1}{3}\right) + \left(\frac{1}{3} - \frac{1}{5}\right) + \ldots + \left(\frac{1}{2n-1} - \frac{1}{2n+1}\right). \] 经过抵消后,剩下的项为: \[ 1 - \frac{1}{2n+1}. \] <eoe> 【答案】 \(\sum_{k=1}^{n} \frac{a_k}{2k+1} = 1 - \frac{1}{2n+1}\).<eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| llama3.1-70B-Instruct | (1)【解析】由题意,数列\{a_{n}\}满足a_{1}+3a_{2}+\ldots+(2n-1)a_{n}=2n,令n=1,2,3,\ldots,n,得\begin{cases}a_{1}=2\\3a_{2}=4\\5a_{3}=6\\....\\(2n-1)a_{n}=2n\end{cases}由此可得a_{n}=\frac{2n}{2n-1},即\{a_{n}\}的通项公式为a_{n}=\frac{2n}{2n-1}.. 最终结果是2*n/(2*n-1) |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| llama3.1-405B-Instruct | (1)【解析】 由a_{1}+3a_{2}+\ldots+(2n-1)a_{n}=2n,可得a_{1}=2,3a_{2}=4,5a_{3}=6,\ldots,(2n-1)a_{n}=2n,所以a_{n}=\frac{2n}{2n-1},即\left\{a_{n}\right\}的通项公式为a_{n}=\frac{2n}{2n-1}.<eoe> (1)【答案】a_{n}=\frac{2n}{2n-1}<eoa> (2)【解析】 由(1)可得\frac{a_{n}}{2n+1}=\frac{2n}{(2n-1)(2n+1)}=\frac{1}{2n-1 |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| DeepSeek-Coder-V2 | "(1)【解析】首先,我们从题目给出的条件出发,设数列 $\\left\\{a_{n}\\right\\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. 我们需要找到 $\\left\\{a_{n}\\right\\}$ 的通项公式。\n\n考虑将 $n$ 和 $n-1$ 的情况进行比较:\n\n对于 $n$:\n\\[ a_{1} + 3a_{2} + 5a_{3} + \\ldots + (2n-1)a_{n} = 2n \\]\n\n对于 $n-1$:\n\\[ a_{1} + 3a_{2} + 5a_{3} + \\ldots + (2n-3)a_{n-1} = 2(n-1) \\]\n\n将这两个等式相减:\n\\[ (2n-1)a_{n} = 2n - 2(n-1) \\]\n\\[ (2n-1)a_{n} = 2 \\]\n\\[ a_{n} = \\frac{2}{2n-1} \\]\n\n因此,数列 $\\left\\{a_{n}\\right\\}$ 的通项公式为:\n\\[ a_{n} = \\frac{2}{2n-1} \\]\n<eoe>\n【答案】$\\frac{2}{2n-1}$<eoa>\n\n(2)【解析】接下来,我们需要求数列 $\\left\\{\\frac{a_{n}}{2 n+1}\\right\\}$ 的前 $n$ 项和。\n\n首先,计算 $\\frac{a_{n}}{2 n+1}$:\n\\[ \\frac{a_{n}}{2 n+1} = \\frac{\\frac{2}{2n-1}}{2n+1} = \\frac{2}{(2n-1)(2n+1)} \\]\n\n我们可以将其拆分为部分分式:\n\\[ \\frac{2}{(2n-1)(2n+1)} = \\frac{A}{2n-1} + \\frac{B}{2n+1} \\]\n\n通过解方程:\n\\[ 2 = A(2n+1) + B(2n-1) \\]\n\\[ 2 = 2An + A + 2Bn - B \\]\n\\[ 2 = (2A + 2B)n + (A - B) \\]\n\n比较系数,得到:\n\\[ 2A + 2B = 0 \\]\n\\[ A - B = 2 \\]\n\n解得:\n\\[ A = 1 \\]\n\\[ B = -1 \\]\n\n因此:\n\\[ \\frac{2}{(2n-1)(2n+1)} = \\frac{1}{2n-1} - \\frac{1}{2n+1} \\]\n\n前 $n$ 项和为:\n\\[ \\sum_{k=1}^{n} \\left( \\frac{1}{2k-1} - \\frac{1}{2k+1} \\right) \\]\n\n这是一个望远镜数列,求和后大部分项会相互抵消,剩下的项为:\n\\[ \\left( 1 - \\frac{1}{3} \\right) + \\left( \\frac{1}{3} - \\frac{1}{5} \\right) + \\left( \\frac{1}{5} - \\frac{1}{7} \\right) + \\ldots + \\left( \\frac{1}{2n-1} - \\frac{1}{2n+1} \\right) \\]\n\n最终结果为:\n\\[ 1 - \\frac{1}{2n+1} \\]\n<eoe>\n【答案】$1 - \\frac{1}{2n+1}$<eoa>" | 解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| Qwen2-72B-Instruct | "(1)【解析】 首先,我们观察给定的数列公式 $a_{1}+3 a_{2}+\\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$。为了找到 $\\left\\{a_{n}\\right\\}$ 的通项公式,我们可以尝试通过观察数列的递推关系或通过差分的方法找到规律。我们首先观察数列的前几项,尝试找出规律。考虑 $n=1$ 和 $n=2$ 的情况,可以得到:\n- 当 $n=1$ 时,$a_{1}=2$;\n- 当 $n=2$ 时,$a_{1}+3a_{2}=4$,代入 $a_{1}=2$ 可得 $3a_{2}=2$,即 $a_{2}=\\frac{2}{3}$;\n- 当 $n=3$ 时,$a_{1}+3a_{2}+5a_{3}=6$,代入 $a_{1}=2$ 和 $a_{2}=\\frac{2}{3}$ 可得 $5a_{3}=\\frac{4}{3}$,即 $a_{3}=\\frac{4}{15}$。\n\n通过观察,我们可以猜测数列的通项公式为 $a_{n}=\\frac{2}{(2n-1)(2n-3)}$。为了验证这个猜测,我们可以尝试证明这个通项公式满足原始的数列公式。我们可以通过数学归纳法来证明。\n\n基础步骤:当 $n=1$ 时,$a_{1}=\\frac{2}{1} = 2$,满足原始条件。\n\n归纳步骤:假设当 $n=k$ 时,$a_{k}=\\frac{2}{(2k-1)(2k-3)}$ 成立,我们需要证明当 $n=k+1$ 时也成立。即证明 $a_{1}+3a_{2}+\\ldots+(2k-1)a_{k}+(2k+1)a_{k+1}=2(k+1)$。\n\n根据归纳假设,$a_{1}+3a_{2}+\\ldots+(2k-1)a_{k}=2k$。我们需要证明 $(2k+1)a_{k+1}=2$。利用归纳假设,我们有 $(2k+1)a_{k+1}=2(k+1)-2k=2$。因此,$a_{k+1}=\\frac{2}{2k+1}$。这与我们的猜测一致,即 $a_{k+1}=\\frac{2}{(2(k+1)-1)(2(k+1)-3)}=\\frac{2}{(2k+1)(2k-1)}$。\n\n因此,通过数学归纳法,我们证明了数列的通项公式为 $a_{n}=\\frac{2}{(2n-1)(2n-3)}$。<eoe>\n\n【答案】数列 $\\left\\{a_{n}\\right\\}$ 的通项公式是 $a_{n}=\\frac{2}{(2n-1)(2n-3)}$。<eoa>\n\n(2)【解析】 要求数列 $\\left\\{\\frac{a_{n}}{2 n+1}\\right\\}$ 的前 $n$ 项和,我们首先将 $a_{n}$ 的通项公式代入,得到 $\\frac{a_{n}}{2 n+1}=\\frac{2}{(2n-1)(2n-3)(2n+1)}$。接下来,我们需要计算这个新的数列的前 $n$ 项和。我们注意到,每一项都可以写成两个分数的差的形式,即 $\\frac{2}{(2n-1)(2n-3)(2n+1)}=\\frac{A}{(2n-1)(2n-3)}-\\frac{A}{(2n-1)(2n+1)}$,其中 $A$ 是待定的常数。通过解方程,我们可以找到 $A=\\frac{1}{2}$。因此,每一项可以写成 $\\frac{1}{(2n-1)(2n-3)}-\\frac{1}{(2n-1)(2n+1)}$。这是一个典型的“部分和”问题,其中相邻项部分相消,留下首项和尾项。因此,前 $n$ 项和为 $\\frac{1}{1\\cdot3}-\\frac{1}{(2n-1)(2n+1)}$。\n\n因此,数列 $\\left\\{\\frac{a_{n}}{2 n+1}\\right\\}$ 的前 $n$ 项和为 $\\frac{1}{3}-\\frac{1}{(2n-1)(2n+1)}$。<eoe>\n\n【答案】数列 $\\left\\{\\frac{a_{n}}{2 n+1}\\right\\}$ 的前 $n$ 项和为 $\\frac{1}{3}-\\frac{1}{(2n-1)(2n+1)}$。<eoa>" | 解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| baichuan4 | (1)【解析】首先,我们有一个数列 $\left\{a_{n}\right\}$,它满足条件 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$。为了找到数列的通项公式 $a_n$,我们可以将给定的条件写成数学表达式: $$ a_1 + 3a_2 + \ldots + (2n-1)a_n = 2n $$ 我们可以观察到,当 $n=1$ 时,$a_1 = 2$。接下来,对于 $n \geq 2$,我们可以写出 $n-1$ 的情况: $$ a_1 + 3a_2 + \ldots + (2(n-1)-1)a_{n-1} = 2(n-1) $$ 将两个表达式相减,我们得到: $$ (2n-1)a_n = 2n - 2(n-1) $$ 简化得到: $$ (2n-1)a_n = 2 $$ 因此,数列的通项公式为: $$ a_n = \frac{2}{2n-1} $$ <eoe> 【答案】数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为 $a_n = \frac{2}{2n-1}$。 (2)【解析】现在我们要求数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的前 $n$ 项和。根据(1)中求得的通项公式 $a_n = \frac{2}{2n-1}$,我们有: $$ \frac{a_n}{2n+1} = \frac{2}{(2n-1)(2n+1)} $$ 这个表达式可以被分解为部分分数: $$ \frac{a_n}{2n+1} = \frac{A}{2n-1} + \frac{B}{2n+1} $$ 通过比较系数,我们可以找到 $A$ 和 $B$ 的值。最终,我们可以得到: $$ \frac{a_n}{2n+1} = \frac{1}{2n-1} - \frac{1}{2n+1} $$ 现在,我们要求这个数列的前 $n$ 项和: $$ S_n = \left(1 - \frac{1}{3}\right) + \left(\frac{1}{3} - \frac{1}{5}\right) + \ldots + \left(\frac{1}{2n-1} - \frac{1}{2n+1}\right) $$ 我们可以看到,除了第一项和最后一项之外,所有中间项都会相互抵消。因此,求和结果为: $$ S_n = 1 - \frac{1}{2n+1} $$ 简化得到: $$ S_n = \frac{2n}{2n+1} $$ <eoe> 【答案】数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n = \frac{2n}{2n+1}$。 |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| doubao | (1)【解析】当 n=1 时,a₁=2。当 n≥2 时,a₁+3a₂+…+(2n-3)aₙ₋₁+(2n-1)aₙ=2n,a₁+3a₂+…+(2n-3)aₙ₋₁=2(n-1),两式相减可得:(2n-1)aₙ=2,所以 aₙ=2/(2n-1)(n≥2),当 n=1 时也满足,所以 aₙ=2/(2n-1)。<eoe> 【答案】aₙ=2/(2n-1)<eoa> (2)【解析】由(1)知 aₙ/(2n+1)=2/[(2n-1)(2n+1)]=1/(2n-1)-1/(2n+1)。设数列{ aₙ/(2n+1)}的前 n 项和为 Sₙ,则 Sₙ=(1-1/3)+(1/3-1/5)+…+(1/(2n-1)-1/(2n+1))=1-1/(2n+1)=2n/(2n+1)。<eoe> 【答案】Sₙ=2n/(2n+1)<eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| minimax | (1)【解析】 首先,我们需要找到数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式。根据题目中给出的条件 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$,我们可以尝试通过数学归纳法来找到通项公式。 首先,我们假设当 $n=k$ 时,数列的通项公式为 $a_k$。然后,我们需要找到当 $n=k+1$ 时的通项公式 $a_{k+1}$。为此,我们可以将 $n=k$ 和 $n=k+1$ 的等式相减,以消去 $a_1, a_2, \ldots, a_k$ 的项,从而得到 $a_{k+1}$ 的表达式。 接下来,我们将 $n=k$ 和 $n=k+1$ 的等式相减,得到: $$a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 k-1) a_{k} = 2 k$$ $$a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 k-1) a_{k}+(2 k+1) a_{k+1} = 2 (k+1)$$ 将这两个等式相减,我们得到: $$(2 k+1) a_{k+1} = 2 (k+1) - 2 k$$ $$a_{k+1} = \frac{2}{2 k+1}$$ 现在我们得到了 $a_{k+1}$ 的表达式,但是这个表达式与我们假设的 $a_k$ 的形式不一致。我们需要找到一个更一般的表达式,使得当 $n=k$ 和 $n=k+1$ 时都成立。 我们注意到,如果我们将 $a_n$ 表达为 $a_n = \frac{2}{2n-1}$,那么对于 $n=k$ 和 $n=k+1$ 的情况,等式都成立。因此,我们可以假设数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为 $a_n = \frac{2}{2n-1}$。<eoe> 【答案】 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为 $a_n = \frac{2}{2n-1}$。<eoa> (2)【解析】 现在我们需要求数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的前 $n$ 项和。根据我们刚刚找到的通项公式 $a_n = \frac{2}{2n-1}$,我们可以将数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的通项表示为: $$\frac{a_{n}}{2 n+1} = \frac{\frac{2}{2n-1}}{2 n+1} = \frac{2}{(2n-1)(2n+1)}$$ 为了求和,我们需要找到一个方法来简化这个表达式。注意到分母 $(2n-1)(2n+1)$ 是两个连续奇数的乘积,我们可以尝试将其分解为部分分式,或者寻找一个模式来简化求和。 我们可以尝试将 $\frac{2}{(2n-1)(2n+1)}$ 写成两个分数的差的形式,即: $$\frac{2}{(2n-1)(2n+1)} = \frac{A}{2n-1} + \frac{B}{2n+1}$$ 为了找到 $A$ 和 $B$ 的值,我们需要解这个方程: $$2 = A(2n+1) + B(2n-1)$$ 通过比较系数,我们可以得到: $$A + B = 0$$ $$A - B = \frac{2}{2} = 1$$ 解这个方程组,我们得到 $A = \frac{1}{2}$ 和 $B = -\frac{1}{2}$。因此,我们有: $$\frac{2}{(2n-1)(2n+1)} = \frac{1/2}{2n-1} - \frac{1/2}{2n+1}$$ 现在我们可以求前 $n$ 项和: $$S_n = \sum_{k=1}^{n} \left(\frac{1/2}{2k-1} - \frac{1/2}{2k+1}\right)$$ 这是一个典型的裂项求和问题,其中大部分项都会相互抵消,只剩下第一项的第一个分数和最后一项的最后一个分数。因此,我们有: $$S_n = \frac{1/2}{1} - \frac{1/2}{2n+1}$$ $$S_n = \frac{1}{2} - \frac{1}{4n+2}$$ $$S_n = \frac{1}{2} - \frac{1}{2(2n+1)}$$ $$S_n = \frac{2n+1-1}{2(2n+1)}$$ $$S_n = \frac{2n}{2(2n+1)}$$ $$S_n = \frac{n}{2n+1}$$<eoe> 【答案】 数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n = \frac{n}{2n+1}$。<eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| kimi | (1)【解析】首先,我们考虑给定的数列递推关系式:$a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$。我们的目标是找到数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式。 我们可以通过考虑当 $n$ 增加 1 时的情况来找到通项公式。当 $n$ 增加 1 时,我们有: $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}+(2n+1)a_{n+1}=2(n+1)$。 将两个等式相减,我们得到: $(2n+1)a_{n+1}=2$。 从这个等式中,我们可以解出 $a_{n+1}$: $a_{n+1}=\frac{2}{2n+1}$。 接下来,我们需要找到 $a_{n}$ 的表达式。我们可以通过将 $n$ 替换为 $n-1$ 来得到: $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) a_{n-1}+(2n-1)a_{n}=2n$。 再次相减,我们得到: $(2n-1)a_{n}=2n-2$。 解出 $a_{n}$: $a_{n}=\frac{2n-2}{2n-1}=2-\frac{2}{2n-1}$。 因此,数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为: $a_{n}=2-\frac{2}{2n-1}$。 <eoe> 【答案】$a_{n}=2-\frac{2}{2n-1}$<eoa> (2)【解析】现在我们需要求数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的前 $n$ 项和。根据第一部分得到的通项公式,我们可以写出: $\frac{a_{n}}{2n+1}=\frac{2-\frac{2}{2n-1}}{2n+1}=\frac{2(2n-1)-2}{(2n-1)(2n+1)}=\frac{4n-2}{(2n-1)(2n+1)}=2\left(\frac{1}{2n-1}-\frac{1}{2n+1}\right)$。 这是一个裂项相消的求和问题。我们可以写出前 $n$ 项和 $S_{n}$: $S_{n}=2\left(1-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{5}+\ldots+\frac{1}{2n-1}-\frac{1}{2n+1}\right)$。 观察这个和,我们可以看到除了第一项和最后一项,其他的项都会被消掉: $S_{n}=2\left(1-\frac{1}{2n+1}\right)=2-\frac{2}{2n+1}$。 <eoe> 【答案】$S_{n}=2-\frac{2}{2n+1}$<eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| wenxinyiyan | (1)【解析】 首先,我们根据给定的条件,可以得到$a_{1} + 3a_{2} + \ldots + (2n - 1)a_{n} = 2n$,同时,当$n \geqslant 2$时,我们有$a_{1} + 3a_{2} + \ldots + (2n - 3)a_{n - 1} = 2(n - 1)$。 将这两个等式相减,我们可以得到$(2n - 1)a_{n} = 2$,即$a_{n} = \frac{2}{2n - 1}(n \geqslant 2)$。 然后,我们需要验证$a_{1}$是否满足这个公式。由$a_{1} = 2$,我们可以发现$a_{1}$不满足$a_{n} = \frac{2}{2n - 1}$。 因此,数列$\left\{ a_{n} \right\}$的通项公式为$a_{n} = \left\{ \begin{matrix} 2, & n = 1 \\ \frac{2}{2n - 1}, & n \geqslant 2 \\ \end{matrix} \right.$。<eoe> 【答案】 数列$\left\{ a_{n} \right\}$的通项公式为$a_{n} = \left\{ \begin{matrix} 2, & n = 1 \\ \frac{2}{2n - 1}, & n \geqslant 2 \\ \end{matrix} \right.$。<eoa> (2)【解析】 首先,我们定义一个新的数列$b_{n} = \frac{a_{n}}{2n + 1}$,并记其前$n$项和为$S_{n}$。 当$n = 1$时,我们有$b_{1} = \frac{a_{1}}{3} = \frac{2}{3}$,即$S_{1} = \frac{2}{3}$。 当$n \geqslant 2$时,我们有$b_{n} = \frac{2}{(2n - 1)(2n + 1)} = \frac{1}{2n - 1} - \frac{1}{2n + 1}$。 因此,我们可以得到$S_{n} = \frac{2}{3} + \frac{1}{3} - \frac{1}{5} + \frac{1}{5} - \frac{1}{7} + \ldots + \frac{1}{2n - 1} - \frac{1}{2n + 1} = 1 - \frac{1}{2n + 1} = \frac{2n}{2n + 1}$。 最后,我们需要验证$n = 1$时是否满足上式,经检验满足。 因此,数列$\left\{ \frac{a_{n}}{2n + 1} \right\}$的前$n$项和为$S_{n} = \frac{2n}{2n + 1}$。<eoe> 【答案】 数列$\left\{ \frac{a_{n}}{2n + 1} \right\}$的前$n$项和为$S_{n} = \frac{2n}{2n + 1}$。<eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| zhipu | (1)【解析】 首先,我们根据题目给出的条件: \[ a_1 + 3a_2 + \ldots + (2n-1)a_n = 2n \] 我们尝试找出数列 \(\{a_n\}\) 的通项公式。为此,我们先考虑前 \(n-1\) 项的和: \[ a_1 + 3a_2 + \ldots + (2(n-1)-1)a_{n-1} = 2(n-1) \] 将这两个等式相减,得到: \[ (2n-1)a_n = 2n - 2(n-1) \] \[ (2n-1)a_n = 2 \] \[ a_n = \frac{2}{2n-1} \] 为了验证这个公式是否适用于 \(n=1\) 的情况,我们代入 \(n=1\): \[ a_1 = \frac{2}{2 \cdot 1 - 1} = 2 \] 这与题目给出的条件 \(a_1 = 2\) 是一致的。因此,数列 \(\{a_n\}\) 的通项公式为: \[ a_n = \frac{2}{2n-1} \] <eoe> 【答案】 数列 \(\{a_n\}\) 的通项公式为: \[ a_n = \frac{2}{2n-1} \] <eoa> (2)【解析】 现在我们要求数列 \(\left\{\frac{a_n}{2n+1}\right\}\) 的前 \(n\) 项和。首先,我们用已知的通项公式 \(a_n = \frac{2}{2n-1}\) 来表示 \(\frac{a_n}{2n+1}\): \[ \frac{a_n}{2n+1} = \frac{\frac{2}{2n-1}}{2n+1} = \frac{2}{(2n-1)(2n+1)} \] 我们可以对分母进行分解,利用部分分式分解法: \[ \frac{2}{(2n-1)(2n+1)} = \frac{1}{2n-1} - \frac{1}{2n+1} \] 因此,数列 \(\left\{\frac{a_n}{2n+1}\right\}\) 的前 \(n\) 项和 \(S_n\) 为: \[ S_n = \sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{2k-1} - \frac{1}{2k+1} \right) \] 这是一个望远镜求和(或称为交错求和),我们可以将其展开: \[ S_n = \left( \frac{1}{1} - \frac{1}{3} \right) + \left( \frac{1}{3} - \frac{1}{5} \right) + \left( \frac{1}{5} - \frac{1}{7} \right) + \ldots + \left( \frac{1}{2n-1} - \frac{1}{2n+1} \right) \] 可以看到,中间的项都相互抵消,最终只剩下首尾两项: \[ S_n = 1 - \frac{1}{2n+1} \] <eoe> 【答案】 数列 \(\left\{\frac{a_n}{2n+1}\right\}\) 的前 \(n\) 项和为: \[ S_n = 1 - \frac{1}{2n+1} \] <eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| gpto1 | 17. (12 分) 设数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. (1) 【解析】 首先,将给出的等式表示为: \[ S_n = \sum_{k=1}^{n} (2k - 1)a_k = 2n \] 考虑 $S_n$ 与 $S_{n-1}$ 之差: \[ S_n - S_{n-1} = [(2n - 1)a_n] = 2n - 2(n - 1) = 2 \] 因此有: \[ (2n - 1)a_n = 2 \] 解得: \[ a_n = \dfrac{2}{2n - 1} \] <eoe> 【答案】 $a_n = \dfrac{2}{2n - 1}$ <eoa> (2) 【解析】 根据已知的通项公式: \[ a_n = \dfrac{2}{2n - 1} \] 因此: \[ \dfrac{a_n}{2n + 1} = \dfrac{2}{(2n - 1)(2n + 1)} \] 注意到: \[ (2n - 1)(2n + 1) = (2n)^2 - 1 = 4n^2 - 1 \] 另一方面, \[ \dfrac{1}{2n - 1} - \dfrac{1}{2n + 1} = \dfrac{(2n + 1) - (2n - 1)}{(2n - 1)(2n + 1)} = \dfrac{2}{(2n - 1)(2n + 1)} \] 因此: \[ \dfrac{a_n}{2n + 1} = \dfrac{1}{2n - 1} - \dfrac{1}{2n + 1} \] 求前 $n$ 项和: \[ S = \sum_{k=1}^{n} \left( \dfrac{1}{2k - 1} - \dfrac{1}{2k + 1} \right ) = \left( \dfrac{1}{1} - \dfrac{1}{3} \right ) + \left( \dfrac{1}{3} - \dfrac{1}{5} \right ) + \cdots + \left( \dfrac{1}{2n - 1} - \dfrac{1}{2n + 1} \right ) \] 中间项相消,最后剩下: \[ S = \dfrac{1}{1} - \dfrac{1}{2n + 1} = 1 - \dfrac{1}{2n + 1} \] <eoe> 【答案】 $\displaystyle \sum_{k=1}^{n} \dfrac{a_k}{2k + 1} = 1 - \dfrac{1}{2n + 1}$ <eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |
| deepseekv3 | (1)【解析】 我们需要找到数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式,已知数列满足关系式: $$ a_{1} + 3a_{2} + \ldots + (2n - 1)a_{n} = 2n $$ 我们可以将这个关系式写成求和形式: $$ \sum_{k=1}^{n} (2k - 1)a_{k} = 2n $$ 为了找到 $a_n$,我们考虑递推关系。对于 $n$ 和 $n-1$,我们有: $$ \sum_{k=1}^{n} (2k - 1)a_{k} = 2n $$ $$ \sum_{k=1}^{n-1} (2k - 1)a_{k} = 2(n-1) $$ 将这两个式子相减,得到: $$ (2n - 1)a_{n} = 2n - 2(n-1) = 2 $$ 因此: $$ a_{n} = \frac{2}{2n - 1} $$ <eoe> 【答案】 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为: $$ a_{n} = \frac{2}{2n - 1} $$ <eoa> (2)【解析】 我们需要求数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2n + 1}\right\}$ 的前 $n$ 项和。根据第 (1) 问的结果,$a_{n} = \frac{2}{2n - 1}$,因此: $$ \frac{a_{n}}{2n + 1} = \frac{2}{(2n - 1)(2n + 1)} $$ 我们利用分式分解的方法,将 $\frac{2}{(2n - 1)(2n + 1)}$ 分解为: $$ \frac{2}{(2n - 1)(2n + 1)} = \frac{1}{2n - 1} - \frac{1}{2n + 1} $$ 于是,前 $n$ 项和 $S_n$ 为: $$ S_n = \sum_{k=1}^{n} \left( \frac{1}{2k - 1} - \frac{1}{2k + 1} \right) $$ 这是一个望远镜求和,展开后大部分项会相互抵消,最终得到: $$ S_n = 1 - \frac{1}{2n + 1} $$ <eoe> 【答案】 数列 $\left\{\frac{a_{n}}{2n + 1}\right\}$ 的前 $n$ 项和为: $$ S_n = 1 - \frac{1}{2n + 1} $$ <eoa> |
解: (1) 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-1) a_{n}=2 n$. $n \geqslant 2$ 时, $a_{1}+3 a_{2}+\ldots+(2 n-3) \quad a_{n-1}=2(n-1)$. $\therefore(2 n-1) a_{n}=2 . \quad \therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. 当 $n=1$ 时, $a_{1}=2$, 上式也成立. $\therefore a_{n}=\frac{2}{2 n-1}$. (2) $\frac{a_{n}}{2 n+1}=\frac{2}{(2 n-1)(2 n+1)}=\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}$. $\therefore$ 数 列 $\left\{\frac{a_{n}}{2 n+1}\right\}$ 的 前 $n$ 项 和 $=\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{2 n-1}-\frac{1}{2 n+1}\right)=1-$ $\frac{1}{2 \mathrm{n}+1}=\frac{2 \mathrm{n}}{2 \mathrm{n}+1}$. |