问题 解答题

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.

答案

(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,=

d
r
[(1+r)n-1-r]+a1(1+r)n-an

即Tn=

a1r+d
r2
(1+r)n-
d
r
n
-
a1r+d
r2

如果记An=

a1r+d
r2
(1+r)n,Bn=-
d
r
n
-
a1r+d
r2
,则Tn=An+Bn

其中{An}是以

a1r+d
r2
(1+r)为首项,以1+r(r>0)为公比的等比数列;{Bn}是以-
a1r+d
r2
-
d
r
为首项,-
d
r
为公差的等差数列.

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