某国采用养老储备金制度,公民在就业的第一年就交纳养老储备金,数目为a1,以后每年交纳的数目均比上一年增加d(d>0),因此,历年所交纳的储备金数目a1,a2,…是一个公差为d的等差数列.与此同时,国家给予优惠的计息政府,不仅采用固定利率,而且计算复利.这就是说,如果固定年利率为r(r>0),那么,在第n年末,第一年所交纳的储备金就变为a1(1+r)n-1,第二年所交纳的储备金就变成a2(1+r)n-2,….以Tn表示到第n年末所累计的储备金总额.
(Ⅰ)写出Tn与Tn-1(n≥2)的递推关系式;
(Ⅱ)求证Tn=An+Bn,其中{An}是一个等比数列,{Bn}是一个等差数列.
(I)根据在第n年末,第一年所交纳的储备金就变为a1(1+r)n-1,第二年所交纳的储备金就变成a2(1+r)n-2,…,我们有Tn=Tn-1(1+r)+an(n≥2).
(II)T1=a1,对n≥2反复使用上述关系式,得Tn=Tn-1(1+r)+an=Tn-2(1+r)2+an-1(1+r)+an=…=a1(1+r)n-1+a2(1+r)n-2+…+an-1(1+r)+an,①
在①式两端同乘1+r,得(1+r)Tn=a1(1+r)n+a2(1+r)n-1+…+an-1(1+r)2+an(1+r).②
②-①,得rTn=a1(1+r)n+d[(1+r)n-1+(1+r)n-2+…+(1+r)]-an,=
[(1+r)n-1-r]+a1(1+r)n-an,d r
即Tn=
(1+r)n-a1r+d r2
n-d r a1r+d r2
如果记An=
(1+r)n,Bn=-a1r+d r2
n-d r
,则Tn=An+Bn.a1r+d r2
其中{An}是以
(1+r)为首项,以1+r(r>0)为公比的等比数列;{Bn}是以-a1r+d r2
-a1r+d r2
为首项,-d r
为公差的等差数列.d r