已知数列{an}满足条件(n-1)an+1=(n+1)(an-1),a2=6,令bn=an+n(n∈N*) (Ⅰ)写出数列{bn}的前四项; (Ⅱ)求数列{bn}的通项公式,并给出证明; (Ⅲ)是否存在非零常数p,q,使得数列{
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(Ⅰ)在∵(n-1)an+1=(n+1)(an-1),中,
由∴a1=1,a3=15.a4=28;
∴b1=2,b2=8,b3=18,b4=32
(Ⅱ)由(1)知b1=2×12,b2=2×22,b3=2×32,b4=2×42
.由此猜测bn=2n2.
下面用数学归纳法证明:
①当n=1时猜想显然成立;
②假设n=k(k≥2)猜想成立,即bk=2k2,则有ak=2k2-k,
根据题意,得(k-1)ak+1=(k+1)(ak-1)=(k+1)(2k2-k-1),解出ak+1=(k+1)(2k+1),
于是bk+1=ak+1+k+1=(k+1)(2k+1)+(k+1)=2(k+1)2,
,即当n=k+1时猜想也成立.
综合①②得对于所有n∈N*都有bn=2n2
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,an=2n2-n,
假设存在非零常数p,q,使得数列{
}成等差数列,设其公差为d,an pn+q
令cn=
=an pn+q
,则有cn=c1+(n-1)d=dn+c1-d,2n2-n pn+q
从而
=dn+c1-d,2n2-n pn+q
化简得:2n2-n=dpn2+[dq+p(c1-d)]n+q(c1-d).
所以有
,dp=2 dq+p(c1-d)=-1 q(c1-d)=0
∵q≠0
∴c1=d∴dq=-1
∴
=-2p q
故存在满足关系p=-2q的非零常数p,q,使得数列{
}成等差数列an pn+q