问题 解答题

已知数列{an}满足a1=0,a2=2,且对任意m,n∈N*都有a2m-1+a2n-1=2am+n-1+2(m-n)2

(Ⅰ)求a3,a5

(Ⅱ)设bn=a2n+1-a2n-1(n∈N*),证明:{bn}是等差数列;

(Ⅲ)设cn=(an+1-an)qn-1(q≠0,n∈N*),求数列{cn}的前n项和Sn

答案

解:(Ⅰ)由题意,令m=2,n=1可得a3=2a2-a1+2=6,

再令m=3,n=1可得a5=2a3-a1+8=20.

(Ⅱ)当n∈N*时,由已知(以n+2代替m)可得a2n+3+a2n-1=2a2n+1+8,

于是,即=8,

所以,数列{bn}是公差为8的等差数列.

(Ⅲ)由(Ⅰ)、(Ⅱ)的解答可知{bn}是首项b1=a3-a1=6,公差为8的等差数列,

则bn=8n-2,即a2n+1-a2n-1=8n-2,

另由已知(令m=1)可得,

那么,

于是,cn=2nqn-1

当q=1时,Sn=2+4+6+…+2n=n(n+1);

当q≠1时,Sn=2·q0+4·q1+6·q2+…+2n·qn-1

两边同乘q可得qSn=2·q1+4·q2+6·q3+…+2(n-1)·qn-1+2n·qn

上述两式相减即得

所以

综上所述,

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