问题 解答题

设数列{an}的前n项和为Sn,且满足S1=2,Sn+1=3Sn+2(n=1,2,3,…).

(Ⅰ)证明数列{an}是等比数列并求通项an

(Ⅱ)求数列{nan}的前n项和Tn

答案

证明:(Ⅰ)∵Sn+1=3Sn+2,

∴Sn=3Sn-1+2(n≥2)

两式相减得an+1=3an(n≥2)

∵S1=2,Sn+1=3Sn+2

∴a1+a2=3a1+2即a2=6则

a2
a1
=3

an+1
an
=3(n≥1)

∴数列{an}是首项为2,公比为3的等比数列

∴an=2×3n-1(n=1,2,3,…).

(Ⅱ)∵Tn=1•a1+2•a2+…+nan=1×2+2×2×31+…+n×2×3n-1

∴3Tn=1×2×3+2×2×32+…+(n-1)×2×3n-1+n×2×3n,(9分)

∴-2Tn=2(1+3+32+…3n-1)-n×2×3n=2×

3n-1
3-1
-n×2×3n=3n(1-2n)-1(11分)

Tn=

(2n-1)3n+1
2
 (13分)

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