1. 由递推公式求数列 $\{a_n\}$ 的通项公式
由已知 an+1(an+1−1)=an(an+1),展开并移项得:
an+12−an+1=an2+an
an+12−an2=an+1+an
利用平方差公式因式分解:
(an+1−an)(an+1+an)=an+1+an
因为数列 {an} 的各项均为正数,所以 an+1+an>0。
等式两边同除以 an+1+an,得:
an+1−an=1
又已知 a1=1,所以 {an} 是以 1 为首项,1 为公差的等差数列,其通项公式为:
an=n
2. 求 $S_n$ 及化简 $\dfrac{(n+1)^2}{2S_n}$ 的表达式
数列 {an} 的前 n 项和为:
Sn=2n(a1+an)=2n(n+1)
将其代入 bn 的表达式中:
2Sn(n+1)2=2⋅2n(n+1)(n+1)2=n(n+1)(n+1)2=nn+1=1+n1
3. 分类讨论求 $b_n$ 并计算 $T_{2021}$
根据取整函数的定义,分析 bn=[1+n1] 的取值:
- 当 n=1 时,b1=[1+1]=[2]=2;
- 当 n≥2 时,因为 0<n1≤21,所以 1<1+n1≤1.5<2,故 bn=[1+n1]=1。
因此,数列 {bn} 的前 2021 项和 T2021 为:
T2021=b1+(b2+b3+⋯+b2021)=2+2020×1=2022
故正确选项为 D。