问题 解答题

设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=4an+2n+1,n∈N*

(1)求证:{an-2}是等比数列;

(2)求数列{nan}前n项和Tn

答案

(1)∵Sn=4an+2n+1,

∴S1=4a1+3,而S1=a1

∴a1=-1;

当n≥2时,an=Sn-Sn-1

=(4an+2n+1)-[4an-1+2(n-1)+1]

=4an-4an-1+2,

∴3an+2=4an-1

∴3an-6=4an-1-8,即3(an-2)=4(an-1-2),又a1-2=-3,

∴{an-2}是以-3为首项,公比为

4
3
等比数列.

∴an-2=-3×(

4
3
)n-1

∴an=2-3×(

4
3
)n-1

(2)∵an=2-3×(

4
3
)n-1,令bn=nan

则bn=nan=2n-3n×(

4
3
)n-1

∴Tn=b1+b2+…+bn

=2(1+2+3+…+n)-3[1×(

4
3
)0+2×(
4
3
)
1
+3×(
4
3
)
2
+…+n×(
4
3
)
n-1
].

令Cn=1×(

4
3
)0+2×(
4
3
)
1
+3×(
4
3
)
2
+…+n×(
4
3
)
n-1
①,

4
3
Cn=1×(
4
3
)
1
+2×(
4
3
)
2
+…+(n-1)×(
4
3
)
n-1
+n×(
4
3
)
n
②,

①-②得:-

1
3
Cn=(
4
3
)
0
+(
4
3
)
1
+(
4
3
)
2
+…+(
4
3
)
n-1
-n×(
4
3
)
n

=

1-(
4
3
)
n
1-
4
3
-n×(
4
3
)
n

=-3(1-(

4
3
)n)-n×(
4
3
)
n

=(3-n)×(

4
3
)n-3,

∴Cn=(3n-9)×(

4
3
)n+9.

∴Tn=2×

n(1+n)
2
-3[(3n-9)×(
4
3
)
n
+9]

=-(9n-27)×(

4
3
)n+n2+n-27.

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