设Sn为数列{an}的前n项和，对任意的n∈N*，都有Sn=（m+1）-man（

问题解答题

设S_n为数列{a_n}的前n项和，对任意的n∈N^*，都有S_n=（m+1）-ma_n（m为常数，且m＞0）．
（1）求证：数列{a_n}是等比数列．
（2）设数列{a_n}的公比q=f（m），数列{b_n}满足b₁=2a₁，b_n=f（b_n-1）（n≥2，n∈N^*），求数列{b_n}的通项公式．
（3）在满足（2）的条件下，求数列{

2n+1

}的前n项和T_n

答案

（1）证明：当n=1时，a₁=S₁=（m+1）-ma₁，解得a₁=1．

当n≥2时，a_n=S_n-S_n-1=ma_n-1-ma_n．

即（1+m）a_n=ma_n-1．

∵m为常数，且m＞0，∴

an-1

1+m

（n≥2）．

∴数列{a_n}是首项为1，公比为

1+m

的等比数列．

（2）由（1）得，q=f（m）=

1+m

，b₁=2a₁=2．

∵bn=f(bn-1)=

bn-1

1+bn-1

，

∴

bn-1

+1，即

bn-1

=1（n≥2）．

∴{

}是首项为

，公差为1的等差数列．

∴

+(n-1)•1=

2n-1

，即bn=

2n-1

（n∈N^*）．

（3）由（2）知bn=

2n-1

，则

2n+1

=2n(2n-1)．

所以Tn=

bn-1

2n+1

，

即T_n=2¹×1+2²×3+2³×5++2^n-1×（2n-3）+2ⁿ×（2n-1），①

则2T_n=2²×1+2³×3+2⁴×5++2ⁿ×（2n-3）+2ⁿ⁺¹×（2n-1），②

②-①得T_n=2ⁿ⁺¹×（2n-1）-2-2³-2⁴--2ⁿ⁺¹，

故Tn=2n+1×(2n-1)-2-

23(1-2n-1)

1-2

=2n+1×(2n-3)+6．