已知数列{an}满足an+1=2an+n+1（n=1，2，3，…）．（1）若{

问题解答题

已知数列{a_n}满足a_n+1=2a_n+n+1（n=1，2，3，…）．

（1）若{a_n}是等差数列，求其首项a₁和公差d；

（2）证明{a_n}不可能是等比数列；

（3）若a₁=-1，是否存在实数k和b使得数列{ a_n+kn+b}是等比数列，如存在，求出{a_n}的前n项和，若不存在，说明理由．

答案

（1）∵a_n+1=2a_n+n+1，∴a₂=2a₁+2，a₃=2a₂+3=4a₁+7，

∵{a_n}是等差数列，∴2a₂=a₁+a₃，∴2（2a₁+2）=a₁+（4a₁+7），∴a₁=-3，a₂=-4

∴d=a₂-a₁=-1；

（2）证明：假设{a_n}是等比数列，则a22=a1a3

∴（2a₁+2）²=a₁（4a₁+7），∴a₁=-4，a₂=-6，a₃=-9，

∵a₄=2a₃+4=-14，∴a32≠a2a4与等比数列矛盾

∴假设不成立

∴{a_n}不可能是等比数列；

（3）假设存在，则有

an+1+k(n+1)+b

an+kn+b

2an+k(n+1)+k+b+1

an+kn+b

=常数

∴

k+1=2k

k+b+1=2b

，∴

k=1

b=2

∴{a_n+n+2}是等比数列，首项为2，公比为2

∴a_n+n+2=2ⁿ，

∴a_n=2ⁿ-n-2

∴{a_n}的前n项和为

2(1-2n)

1-2

n(n+1)

-2n=2n-

-1