问题 解答题

已知数列{an}中,a1=2,a2=3,其前n项和Sn满足Sn+1+Sn-1=2Sn+1(n≥2,n∈N*).

(Ⅰ)求证:数列{an}为等差数列,并求{an}的通项公式;

(Ⅱ)设bn=2nan,求数列{bn}的前n项和Tn

(Ⅲ)设cn=4n+(-1)n-1λ•2an(λ为非零整数,n∈N*),试确定λ的值,使得对任意n∈N*,有cn+1>cn恒成立.

答案

(Ⅰ)证明:由已知,(Sn+1-Sn)-(Sn-Sn-1)=1(n≥2,n∈N*),

即an+1-an=1(n≥2,n∈N*),且a2-a1=1.

∴数列{an}是以a1=2为首项,公差为1的等差数列,

∴an=n+1. …(4分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知bn=(n+1)•2n,设它的前n项和为Tn

∴Tn=2×21+3×22+…+n×2n-1+(n+1)×2n

∴2Tn=2×23+3×23+…+(n+1)×2n+1

①-②可得:-Tn=2×21+22+…+2n-(n+1)×2n+1=-n×2n+1

∴Tn=n×2n+1;…(8分)

(Ⅲ)∵an=n+1,∴cn=4n+(-1)n-1λ•2n+1

要使cn+1>cn恒成立,则cn+1-cn=4n+1-4n+(-1)nλ•2n+2-(-1)n-1λ•2n+1>0恒成立

∴3•4n-3λ•(-1)n-12n+1>0恒成立,

∴(-1)n-1λ<2n-1恒成立.

(ⅰ)当n为奇数时,即λ<2n-1恒成立,当且仅当n=1时,2n-1有最小值为1,∴λ<1.

(ⅱ)当n为偶数时,即λ>-2n-1恒成立,当且仅当n=2时,-2n-1有最大值-2,∴λ>-2.

即-2<λ<1,又λ为非零整数,则λ=-1.

综上所述,存在λ=-1,使得对任意n∈N*,都有cn+1>cn.…(14分)

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