Question

已知S_n是數(shù)列{a_n}的前n項和，且a_n＝S_n－1＋2(n≥2)，a₁＝2.
(1)求數(shù)列{a_n}的通項公式．
(2)設(shè)b_n＝，T_n＝b_n＋1＋b_n＋2＋…＋b_2n，是否存在最大的正整數(shù)k，使得
對于任意的正整數(shù)n，有T_n＞恒成立？若存在，求出k的值；若不存在，說明理由．

Answer 1

（1）2ⁿ（2）存在

(1)由已知a_n＝S_n－1＋2，  ①
得a_n＋1＝S_n＋2.  ②
②－①，得a_n＋1－a_n＝S_n－S_n－1(n≥2)，
∴a_n＋1＝2a_n(n≥2)．
又a₁＝2，∴a₂＝a₁＋2＝4＝2a₁，
∴a_n＋1＝2a_n(n＝1,2,3，…)，
∴數(shù)列{a_n}是一個以2為首項，2為公比的等比數(shù)列，
∴a_n＝2·2^n－1＝2ⁿ，n∈N^*.
(2)b_n＝＝＝，∴T_n＝b_n＋1＋b_n＋2＋…＋b_2n＝＋＋…＋，T_n＋1＝b_n＋2＋b_n＋3＋…＋b_2(n＋1)＝＋＋…＋＋＋.
∴T_n＋1－T_n＝＋－＝＝.
∵n是正整數(shù)，∴T_n＋1－T_n＞0，即T_n＋1＞T_n.
∴數(shù)列{T_n}是一個單調(diào)遞增數(shù)列．又T₁＝b₂＝，∴T_n≥T₁＝，
要使T_n＞恒成立，則＞，即k＜6.又k是正整數(shù)，故存在最大正整數(shù)k＝5使T_n＞恒成立．