问题 解答题
已知数列{xn}满足xn+1-xn=(-
1
2
)n,n∈N*,且x1=1.设an=
3
4
xn-
1
2
,且T2n=a1+2a2+3a3+…+(2n-1)a2n-1+2na2n
(Ⅰ)求xn的表达式;
(Ⅱ)求T2n
(Ⅲ)若Qn=1-
3n+1
(2n+1)2
(n∈N*)
,试比较9T2n与Qn的大小,并说明理由
答案

(I)∵xn+1-xn=(-

1
2
)n

∴xn=x1+(x2-x1)+(x3-x2)++(xn-xn-1

=1+(-

1
2
)+(-
1
2
)2++(-
1
2
)n-1

=

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

当n=1时上式也成立,∴xn=

2
3
+
1
3
(-
1
2
)n+1(n∈N*).(5分)

(Ⅱ)an=

3
4
xn-
1
2
=
1
4
(-
1
2
)n-1=(-
1
2
)n+1.

∵T2n=a1+2a2+3a3++(2n-1)a2n-1+2na2n=(-

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

-

1
2
T2n=(
1
2
)3+2(-
1
2
)4+3(-
1
2
)3++(2n-1)(-
1
2
)2n+1+2n(-
1
2
)2n+2

①-②,得

3
2
T2n=(-
1
2
)2+(-
1
2
)3++(-
1
2
)2n+1-2n(-
1
2
)2n+2(8分)

3
2
T2n=
1
4
[1-(-
1
2
)
2n
]
1+
1
2
-2n(-
1
2
)2n+2=
1
6
-
1
6
(-
1
2
)2n-
n
2
(-
1
2
)2n.T2n=
1
9
-
1
9
(-
1
2
)2n-
n
3
(-
1
2
)2n=
1
9
(1-
3n+1
22n
).
(10分)

(Ⅲ)由(Ⅱ)可得9T2n=1-

3n+1
22n
.

当n=1时,22n=4,(2n+1)2=9,∴9T2n<Qn;(11分)

当n=2时,22n=16,(2n+1)2=25,∴9T2n<Qn;(12分)

当n≥3时,22n=[(1+1)n]2=(Cn0+Cn1+Cn2++Cnn2>(2n+1)2.∴9T2n>Qn

综上所述,当n=1,2时,9T2n<Qn;当n≥3时,9T2n>Qn.(14分)

单项选择题
单项选择题