问题 解答题

已知数列{an}和{bn},对一切正整数n都有:a1bn+a2bn-1+a3bn-2+…+anb1=3n+1-2n-3成立.

(Ⅰ)如果数列{bn}为常数列,bn=1,求数列{an}的通项公式;

(Ⅱ)如果数列{an}的通项公式为an=n,求证数列{bn}是等比数列.

(Ⅲ)如果数列{bn}是等比数列,数列{an}是否是等差数列?如果是,求出这个数列的通项公式;如果不是,请说明理由.

答案

(Ⅰ)若bn=1,结合已知条件得:a1+a2+a3+…+an=3n+1-2n-3,

将n用n-1迭代,可得:a1+a2+a3+…+an-1=3n-2(n-1)-3.(n≥2)

两式相减得:an=2•3n-2,当n=1时也适合.

∴数列{an}的通项公式为an=2•3n-2.       …(4分)

(Ⅱ)若an=n,由已知得:bn+2bn-1+3bn-2+…+nb1=3n+1-2n-3,

将n用n-1迭代,可得:bn-1+2bn-2+3bn-3+…+(n-1)b1=3n-2(n-1)-3,(n≥2).

两式相减得:bn+bn-1+bn-2+…+b1=2•3n-2,…(7分)

再将n用n-1迭代,得:bn-1+bn-2+bn-3+…+b1=2•3n-1-2.

两式相减得:bn=4•3n-1,经检验n=1时也适合.

∴数列{bn}的通项公式为bn=4•3n-1

可得数列{bn}是4为首项,公比为3的等比数列.    …(10分)

(Ⅲ)设数列{bn}的首项为b1,公比为q,由已知得:

a1bn-1q+a2bn-2q+a3bn-3q+…+anb1=3n+1-2n-3

即:q(a1bn-1+a2bn-2+a3bn-3+…+an-1b1)+anb1=3n+1-2n-3

可得q[3n-2(n-1)-3]+anb1=3n+1-2n-3

∴an=

(3-q)•3n-2n(1-q)-(3-q)
b1
   …(13分)

若q=3时,an=

4n
b1
,数列{an}为等差数列.

若q≠3时,因为a2-a1≠a3-a2

∴an=

(3-q)•3n-2n(1-q)-(3-q)
b1
不是等差数列.

因此,当q=3时,数列{an}为等差数列;而当q≠3时,数列{an}不为等差数列…(16分)

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