设数列{an}的前n项和为Sn，且（t-1）Sn=2tan-t-1（其中t为常数

问题解答题

设数列{a_n}的前n项和为S_n，且（t-1）S_n=2ta_n-t-1（其中t为常数，t＞0，且t≠1）．
（I）求证：数列{a_n}为等比数列；
（II）若数列{a_n}的公比q=f（t），数列{b_n}满足b₁=a₁，bn+1=

f（b_n），求数列{

}的通项公式；
（III）设t=

，对（II）中的数列{a_n}，在数列{a_n}的任意相邻两项a_k与a_k+1之间插入k个

(-1)k

（k∈N^*）后，得到一个新的数列：a₁，

(-1)1

，a₂，

(-1)2

，

(-1)2

，a₃，

(-1)3

，

(-1)3

，

(-1)3

，a₄…，记此数列为{c_n}．求数列{c_n}的前50项之和．

答案

（Ⅰ）证明：由题设知（t-1）S₁=2ta₁-t-1，解得a₁=1，

由（t-1）S_n=2ta_n-t-1，得（t-1）S_n+1=2ta_n+1-t-1，

两式相减得（t-1）a_n+1=2ta_n+1-2ta_n，

∴

an+1

t+1

（常数）．

∴数列{a_n}是以1为首项，

t+1

为公比的等比数列．…（4分）

（Ⅱ）∵q=f （t）=

t+1

，b₁=a₁=1，b_n+1=

f （b_n）=

bn+1

，

∴

bn+1

+1，

∴数列{

}是以1为首项，1为公差的等差数列，

∴

=n．…（8分）

（III）当t=

时，由（I）知a_n=(

)n-1，于是数列{c_n}为：1，-1，

，2，2，(

)2，-3，-3，-3，(

)3，…

设数列{a_n}的第k项是数列{c_n}的第m_k项，即a_k=cmk，

当k≥2时，m_k=k+[1+2+3+…+（k-1）]=

k(k+1)

，

∴m₉=

9×10

-45．

设S_n表示数列{c_n}的前n项和，则S₄₅=[1+

)2+…+(

)8]+[-1+（-1）²×2×2+（-1）³×3×3+…+（-1）⁸×8×8]．

∵1+

)2+…+(

)8=

1-(

=2-

，

-1+（-1）²×2×2+（-1）³×3×3+…+（-1）⁸×8×8=-1+2²-3²+4²-5²+6²-7²+8²

=（2+1）（2-1）+（4+3）（4-3）+（6+5）（6-5）+（8+7）（8-7）=3+7+11+15=36．

∴S₄₅=2-

+36=38-

．

∴S₅₀=S₄₅+（c₄₆+c₄₇+c₄₈+c₄₉+c₅₀）=38-

+5×（-1）⁹×9=-7

256

．

即数列{c_n}的前50项之和为-7

256

．…（12分）