问题 解答题

设数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=2-an,n=1,2,3,….

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)若数列{bn}满足b1=1,且bn+1=bn+an,求数列{bn}的通项公式;

(3)设cn=n (3-bn),求数列{cn}的前n项和为Tn

答案

(1)因为n=1时,a1+S1=a1+a1=2,所以a1=1.

因为Sn=2-an,即an+Sn=2,所以an+1+Sn+1=2.

两式相减:an+1-an+Sn+1-Sn=0,即an+1-an+an+1=0,故有2an+1=an

因为an≠0,所以

an+1
an
=
1
2
( n∈N*).

所以数列{an}是首项a1=1,公比为

1
2
的等比数列,an=(
1
2
)n-1
( n∈N*).

(2)因为bn+1=bn+an( n=1,2,3,…),所以bn+1-bn=(

1
2
)n-1.从而有b2-b1=1,b3-b2=
1
2
,b4-b3=(
1
2
)2
,…,bn-bn-1=(
1
2
)n-2
( n=2,3,…).

将这n-1个等式相加,得bn-b1=1+

1
2
+(
1
2
)2
+…+(
1
2
)n-2
=
1-(
1
2
)
n-1
1-
1
2
=2-2(
1
2
)n-1

又因为b1=1,所以bn=3-2(

1
2
)n-1( n=1,2,3,…).

(3)因为cn=n (3-bn)=2n(

1
2
)n-1

所以Tn=2[(

1
2
)0+2(
1
2
)+3(
1
2
)
2
+…+(n-1)(
1
2
)
n-2
+n(
1
2
)
n-1
].   ①

1
2
Tn=2[(
1
2
)
1
+2(
1
2
)
2
+3(
1
2
)
3
+…+(n-1)(
1
2
)
n-1
+n(
1
2
)
n
]
.       ②

①-②,得

1
2
Tn=2[(
1
2
)
0
+(
1
2
)+(
1
2
)
2
+…+(
1
2
)
n-1
]
-2n(
1
2
)n

故Tn=4

1-(
1
2
)
n
1-
1
2
-4n(
1
2
)n
=8-
8
2n
-4n(
1
2
)n
=8-(8+4n)
1
2n
( n=1,2,3,…).

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