Question

(本题满分15分)

已知数列{a_n}的前n项和为S_n，且a₁=1，S_n=n²a_n（n∈N^*）.

（1）试求出S₁，S₂，S₃，S₄，并猜想S_n的表达式；              

（2）用数学纳法证明你的猜想，并求出a_n的表达式.                 

Answer

（1）解  ∵an=Sn-Sn-1（n≥2）

∴Sn=n2（Sn-Sn-1），∴Sn=Sn-1（n≥2）

∵a1=1，∴S1=a1=1.

∴S2=，S3==，S4=，                     ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6分

猜想Sn=（n∈N*）.                       ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄7分

（2）证明  ①当n=1时，S1=1成立.

②假设n=k（k≥1,k∈N*）时，等式成立，即Sk=，

当n=k+1时，

Sk+1=（k+1）2·ak+1=ak+1+Sk=ak+1+，           

∴ak+1=，

∴Sk+1=（k+1）2·ak+1==，

∴n=k+1时等式也成立，得证.

∴根据①、②可知，对于任意n∈N*，等式均成立. ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13分

又∵ak+1=，∴an=.               ┄┄┄┄┄┄┄┄┄15分

【解析】略