已知公差不为00的等差数列{an}\{a_{n}\}的前nn项和为SnS_{n},且2Sn=an+1an2S_{n}=a_{n+1}a_{n},则a1=a_{1}= ___ .

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完整解法

1. 利用 $S_n$ 与 $a_n$ 的关系作差消去 $S_n$

当 n⩾2n \geqslant 2 时,由已知条件 2Sn=an+1an2S_n = a_{n+1}a_n 可得:
2Sn−1=anan−12S_{n-1} = a_n a_{n-1}
两式相减得:
2(Sn−Sn−1)=an+1an−anan−12(S_n - S_{n-1}) = a_{n+1}a_n - a_n a_{n-1}
由 Sn−Sn−1=anS_n - S_{n-1} = a_n,可得:
2an=an(an+1−an−1)2a_n = a_n(a_{n+1} - a_{n-1})

2. 利用等差数列性质求出公差 $d$

设等差数列 {an}\{a_n\} 的公差为 dd,则 an+1−an−1=2da_{n+1} - a_{n-1} = 2d。
代入上式得:
2an=2dan  ⟹  2an(1−d)=02a_n = 2d a_n \implies 2a_n(1 - d) = 0
若 d≠1d \neq 1,则对于任意 n⩾2n \geqslant 2 均有 an=0a_n = 0,导出公差 d=0d = 0,这与已知条件“公差不为 00”矛盾。
因此必有 d=1d = 1。

3. 求解首项 $a_1$ 并验证

当 n=1n = 1 时,由 2S1=a2a12S_1 = a_2 a_1 得:
2a1=(a1+d)a12a_1 = (a_1 + d)a_1
将 d=1d = 1 代入得:
2a1=(a1+1)a1  ⟹  a12−a1=02a_1 = (a_1 + 1)a_1 \implies a_1^2 - a_1 = 0
解得 a1=0a_1 = 0 或 a1=1a_1 = 1。
经检验,当 a1=0,d=1a_1 = 0, d = 1 时,an=n−1a_n = n - 1,2Sn=n(n−1)=an+1an2S_n = n(n-1) = a_{n+1}a_n 成立;
当 a1=1,d=1a_1 = 1, d = 1 时,an=na_n = n,2Sn=n(n+1)=an+1an2S_n = n(n+1) = a_{n+1}a_n 成立。
故 a1a_1 的值为 00 或 11。

答案

00 或 11

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