问题 解答题
已知函数f(x)=x+4
x
+4(x≥0),数列{an}满足:a1=1,an+1=f(an),(n∈N*),数列b1,b2-b1,b3-b2,…,bn-bn-1是首项为1,公比为
1
3
的等比数列.
(1)求证:数列{
an
}为等差数列;
(2)若cn=
an
•bn,求数列{cn}的前n项和Sn
答案

(1)∵函数f(x)=x+4

x
+4=(
x
+2)
2
(x≥0),

∴an+1=f(an)=(

an
+2)2,即
an+1
-
an
=2 (n∈N*).

∴数列{

an
}是以
a1
=1为首项,公差为2的等差数列.…(4分)

(2)由(Ⅰ)得:

an
=1+(n-1)2=2n-1,即 an=(2n-1)2(n∈N*).…(5分)

b1=1,当n≥2时,bn-bn-1=(

1
3
)n-1,∴bn=b1+( b2-b1)+( b3-b2)+(b4-b3)+…+(bn-bn-1

=1+

1
3
+(
1
3
)
2
+…+(
1
3
)
n-1
=
3
2
(1-
1
3n
)
,因而 bn=
3
2
(1-
1
3n
)
,n∈N*.…(7分)

∴cn=

an
•bn=(2n-1)•
3
2
(1-
1
3n
)
,∴Sn=c1+c2+c3+…+cn=
3
2
[1+3+5+…+(2n-1)-(
1
3
+
3
32
+
5
33
+…+
2n-1
3n
)].

令Tn=

1
3
+
3
32
+
5
33
+…+
2n-1
3n
①,则
1
3
Tn=
1
32
+
3
33
+
5
34
+…+
2n-3
3n
+
2n-1
3n+1
②…(9分)

①-②,得

2
3
Tn=
1
3
+2(
1
32
+
1
33
+
1
34
+…+
1
3n
)-
2n-1
3n+1
=
1
3
+
1
3
(1-
1
3n-1
)-
2n-1
3n+1
,…(10分)

∴Tn=1-

n+1
3n

又 1+3+5+…+(2n-1)=n2.…(11分)

∴Sn=

3
2
(n2-1+
n+1
3n
).…(12分)

多项选择题
单项选择题