问题 解答题

已知数列{an},{bn}中,对任何正整数n都有:a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1+anbn=(n-1)•2n+1

(1)若数列{bn}是首项为1和公比为2的等比数列,求数列{an}、{bn}的通项公式;

(2)若数列{an}是等差数列,数列{bn}是否为等比数列?若是,请求出通项公式,若不是,请说明理由.

答案

(1)依题意,数列{bn}的通项公式为bn=2n-1,…(2分)

a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1+anbn=(n-1)•2n+1

可得a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1=(n-2)•2n-1+1(n≥2),

两式相减可得anbn=n•2n-1,即an=n.…(5分)

当n=1时,a1=1,从而对一切n∈N*,都有an=n.…(6分)

所以数列{an}的通项公式是an=n.…(7分)

(2)法1:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则an=a1+(n-1)d.…(8分)

由(1)得,anbn=n•2n-1,∴bn=

n•2n-1
a1+(n-1)d
(n≥2)

bn=

n•2n-1
(a1-d)+nd
=
2n-1
a1-d
n
+d
…(11分)                                             

要使

bn+1
bn
是一个与n无关的常数,当且仅当a1=d≠0…(12分)

即:当等差数列{an}的满足a1=d≠0时,数列{bn}是等比数列,其通项公式是bn=

2n-1
d
;…(13分)

当等差数列{an}的满足a1≠d时,数列{bn}不是等比数列.            …(14分)

法2:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则an=a1+(n-1)d.…(8分)

由(1)得,anbn=n•2n-1,即bn=

n•2n-1
a1+(n-1)d
(n≥2),若数列{bn}是等比数列,

bn+1
bn
=
2[dn2+a1n+(a1-d)]
dn2+a1n
…(11分)

要使上述比值是一个与n无关的常数,须且只需a1=d≠0.…(12分)

即:当等差数列{an}的满足a1=d≠0时,数列{bn}是等比数列,其通项公式是bn=

2n-1
d
,…(13分)

当等差数列{an}的满足a1≠d时,数列{bn}不是等比数列.          …(14分)

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