定义在R上的函数f(x)=4x4x+2,Sn=f(1n)+f(2n)+⋯+f(n−1n),n=2,3,⋯.(1) 求Sn;
(2) 是否存在常数M>0,∀n⩾2,有1S2+1S3+⋯+1Sn+1⩽M.
分析与解 (1) 注意到f(x)+f(1−x)=4x4x+2+41−x41−x+2=4x4x+2+44+2⋅4x=1.
所以2Sn=[f(1n)+f(n−1n)]+[f(2n)+f(n−2n)]+⋯+[f(n−1n)+f(1n)]=n−1.
所以Sn=n−12.
(2) 因为 1S2+1S3+⋯+1Sn+1=21+22+⋯+2n.
构造数列{bn}:12,14,14,18,18,18,18,⋯(其中形如12k的项有2k−1 个)截止到最后一个12k,共有1+2+22+⋯+2k−1=2k−1
项.所以取n=2k,则12n+1∑k=21Sn+1=1+12+13+⋯+1n=1+12+13+⋯+12k>1+12+14+14⏟2+18+18+⋯+18⏟4+⋯+12k+12k+⋯12k⏟2k−1=1+k2.
因此不存在常数M>0,∀n⩾2,有1S2+1S3+⋯+1Sn+1⩽M.