已知数列{an}满足：a1=1，nan+1=2（n十1）an+n（n+1），（n

问题解答题

已知数列{a_n}满足：a₁=1，na_n+1=2（n十1）a_n+n（n+1），（n∈N^*），
（I）若bn=

+1，试证明数列{b_n}为等比数列；
（II）求数列{a_n}的通项公式a_n与前n项和Sn．

答案

（Ⅰ）证明：∵na_n+1=2（n+1）a_n+n（n+1），∴

an+1

n+1

2an

+1，…（2分）

∴

an+1

n+1

+1=

2an

+2=2(

+1)，即b_n+1=2b_n，

又b₁=2，所以{b_n}是以2为首项，2为公比的等比数列．…（6分）

（Ⅱ）由（Ⅰ）知bn=2n，∴

+1=2n，∴an=n(2n-1)，…（8分）

∴

=1×(2-1)+2×(22-1)+3×(23-1)+…+n(2n-1)=1×2+2×2²+3×2³+…+n•2ⁿ-（1+2+3+…+n）=1×2+2×22+3×23+…+n•2n-

n(n+1)

．…（10分）

令Tn=1×2+2×22+3×23+…+n•2n，

则2Tn=1×22+2×23+3×24+…+n•2n+1，

两式相减得：-Tn=2+22+23+…+2n-n•2n+1=

2(1-2n)

1-2

-n•2n+1，Tn=2(1-2n)+n•2n+1=(n-1)•2n+1+2．…（12分）

∴Sn=(n-1)•2n+1+2-

n(n+1)

．…（13分）