数列{an}满足a1=2,an+1=(λ-3)an+2n,(n=1,2,3…).
(Ⅰ) 当a2=-1时,求实数λ及a3;
(Ⅱ)是否存在实数λ,使得数列{an}为等差数列?若存在,求出其通项公式,若不存在,说明理由;
(Ⅲ)求数列{an}的通项公式.
(Ⅰ)∵a1=2,a2=-1,a2=(λ-3)a1+2,
∴λ=
,故a3=-3 2
a2+2 ,3 2
所以a3=
.…(3分)11 2
(Ⅱ)∵a1=2,an+1=(λ-3)an+2n
∴a2=(λ-3)a1+2=2λ-4…(4分)
a3=(λ-3)a2+4=2λ2-10λ+16…(5分)
若数列{an}为等差数列,则a1+a3=2a2∴λ2-7λ+13=0…(6分)
∵△=49-4×13<0∴方程没有实根,…(7分)
故不存在实数λ,使得数列{an}为等差数列.…(8分)
(Ⅲ)∵an+1=(λ-3)an+2n,a1=2
若λ=3,则an=2n-1(n≥2); …(9分)
若λ≠3,∴an=(λ-3)an-1+2n-1
=(λ-3)[(λ-3)an-2+2n-2]+2n-1
=(λ-3){(λ-3)[(λ-3)an-3+2n-3]+2n-2}+2n-1
…
=(λ-3)n-1a1+(λ-3)n-2•2+(λ-3)n-3•22+…+(λ-3)•2n-2+2n-1
=(λ-3)n-1•2+(λ-3)n-2•2+(λ-3)n-3•22+…+(λ-3)•2n-2+2n-1
(n≥2)…(11分)
则数列(λ-3)n-1•2,(λ-3)n-2•2,(λ-3)n-3•22,…,(λ-3)•2n-2,2n-1
从第二项起,是一个首项为2(λ-3)n-2,公比为
的等比数列.2 λ-3
如果
=1,即λ=5时,an=2(5-3)n-1+(n-1)(5-3)n-2•2=2n+(n-1)2n-1=(n+1)•2n-1;2 λ-3
当n=1时也成立.
如果
≠1,即λ≠5时,an=2(λ-3)n-1+2 λ-3 2•(λ-3)n-2[1-(
)n-1]2 λ-3 1- 2 λ-3
=2(λ-3)n-1+(λ-3)n-1•2-2n λ-5
=
(λ-3)n-1-2λ-8 λ-5 2n λ-5
当n=1时也成立.
故数列{an}的通项公式为:当λ=3时,an=
;2n-1n≥2 2n=1
当λ=5时,an=(n+1)•2n-1;
当λ≠5且λ≠3时,an=
(λ-3)n-1-2λ-8 λ-5
.…(14分)2n λ-5
说明:其他正确解法按相应步骤给分.