问题 解答题
设数列{an}满足a1=1,a2=2,an=
1
3
(an-1+2an-2)(n=3,4,…).数列{bn}满足b1=1,bn(n=2,3,…)是非零整数,且对任意的正整数m和自然数k,都有-1≤bm+bm+1+…+bm+k≤1.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)记cn=nanbn(n=1,2,…),求数列{cn}的前n项和Sn
答案

(1)由an=

1
3
(an-1-an-2)得an-an-1=-
2
3
(an-1-an-2)
(n≥3)

又a2-a1=1≠0,

∴数列{an+1-an}是首项为1公比为-

2
3
的等比数列,an+1-an=(-
2
3
)n-1

an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)++(an-an-1

=1+1+(-

2
3
)+(-
2
3
)2++(-
2
3
)n-2

=1+

1-(-
2
3
)
n-1
1+
2
3
=
8
5
-
3
5
(-
2
3
)n-1

当n为奇数时当n为偶数时

-1≤b1+b2≤1
-1≤b2≤1
b2∈Z,b2≠0

得b2=-1,

-1≤b2+b3≤1
-1≤b3≤1
b3∈Z,b3≠0

得b3=1,

同理可得当n为偶数时,bn=-1;当n为奇数时,bn=1;

因此bn=

1,n为奇数
-1,n为偶数

(2)cn=nanbn=

8
5
n-
3
5
n(
2
3
)
n-1
-
8
5
n-
3
5
n(
2
3
)
n-1

Sn=c1+c2+c3+c4++cn

当n为奇数时,Sn=(

8
5
-2×
8
5
+3×
8
5
-4×
8
5
++
8
5
n)-
3
5
[1×(
2
3
)
0
+2×(
2
3
)
1
+3×(
2
3
)
2
+4×(
2
3
)
3
++n(
2
3
)
n-1
]=
4(n+1)
5
-
3
5
[1×(
2
3
)
0
+2×(
2
3
)
1
+3×(
2
3
)
2
+4×(
2
3
)
3
++n(
2
3
)
n-1
]

当n为偶数时

Sn=(

8
5
-2×
8
5
+3×
8
5
-4×
8
5
+-
8
5
n)-
3
5
[1×(
2
3
)
0
+2×(
2
3
)
1
+3×(
2
3
)
2
+4×(
2
3
)
3
++n(
2
3
)
n-1
]=-
4n
5
-
3
5
[1×(
2
3
)
0
+2×(
2
3
)
1
+3×(
2
3
)
2
+4×(
2
3
)
3
++n(
2
3
)
n-1
]

Tn=1×(

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

①×

2
3
得:
2
3
Tn=1×(
2
3
)1+2×(
2
3
)2+3×(
2
3
)3+4×(
2
3
)4++n(
2
3
)n

①-②得:

1
3
Tn=1+(
2
3
)1+(
2
3
)2+(
2
3
)3+(
2
3
)4++(
2
3
)n-1-n(
2
3
)n=
1-(
2
3
)
n
1-
2
3
-n(
2
3
)n=3-(3+n)(
2
3
)n

Tn=9-(9+3n)(

2
3
)n

当n为奇数时当n为偶数时

因此Sn=

4n-23
5
+
9(n+3)
5
(
2
3
)
n
-
4n+27
5
+
9(n+3)
5
(
2
3
)
n

单项选择题
多项选择题