问题 解答题

已知函数f(x)=x2+2x,数列{an}的前n项和为Sn,对一切正整数n,点Pn(n,Sn)都在函数f(x)的图象上,且过点Pn(n,Sn)的切线的斜率为kn

(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;

(Ⅱ)若bn=2knan,求数列{bn}的前n项和为Tn

(Ⅲ)设Q={x|x=kn,n∈N*},R={x|x=2an,n∈N*},等差数列{cn}的任一项cn∈Q∩R,其中c1是Q∩R中的最小数,110<c10<115,求{cn}的通项公式.

答案

(Ⅰ)∵点Pn(n,Sn)都在函数f(x)=x2+2x的图象上,

Sn=n2+2n

当n=1时,a1=S1=3;

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+2n-(n-1)2-2(n-1)=2n+1

当n=1时,也满足.

故an=2n+1.

(Ⅱ)由f(x)=x2+2x求导可得,f′(x)=2x+2

∵过点Pn(n,Sn)的切线的斜率为kn,∴kn=2n+2.

又∵bn=2knan

bn=22n+2•(2n+1)=4(2n+1)•4n

Tn=4×3×4+4×5×42+4×7×43+…+4(2n+1)•4n…①

由①×4可得:4Tn=4×3×42+4×5×43+4×7×44+…+4(2n+1)•4n+1…②

①-②可得:-3Tn=4•[3×4+2•(42+43+…+4n)-(2n+1)•4n+1]

=4•[3×4+2•

42(1-4n-1)
1-4
-(2n+1)•4n+1].

Tn=

6n+1
9
4n+2-
16
9

(Ⅲ)∵Q={x|x=2n+2,n∈N*},R={x|x=4n+2,n∈N*}

∴Q∩R=R,又∵cn∈Q∩R,其中c1是Q∩R中的最小数,

∴c1=6,∴c10=4m+6,m∈N*,({cn}的公差是4 的倍数!)

又∵110<c10<115

110<4m+6<115
m∈N*.
解得m=27.

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