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- 2021-06-23 发布
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第39讲 数列的综合问题
1.(2016·浙江卷)设数列{an}的前n项和为Sn,已知S2=4,an+1=2Sn+1,n∈N*.
(1)求通项公式an;
(2)求数列{|an-n-2|}的前n项和.
(1)由题意得则
又当n≥2时,
由an+1-an=(2Sn+1)-(2Sn-1+1)=2an,得an+1=3an,
所以数列{an}的通项公式为an=3n-1,n∈N*.
(2)设bn=|3n-1-n-2|,n∈N*,则b1=2,b2=1.
当n≥3时,由于3n-1>n+2,故bn=3n-1-n-2,n≥3.
设数列{bn}的前n项和为Tn,则T1=2,T2=3,
当n≥3时,Tn=3+-
=,
又当n=2时,T2=3也满足上式.
所以Tn=
2.已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=,an+1=an.
(1)证明:数列{}是等比数列;
(2)求通项an与前n项的和Sn.
(1)证明:因为a1=,an+1=an.
所以当n∈N*时,≠0,
又=(n∈N*)为常数,
所以{}是以为公比的等比数列.
(2)因为=,所以{}是以为首项,为公比的等比数列.
所以=×()n-1,所以an=n·()n.
所以Sn=1·()+2·()2+…+n·()n,
Sn=1·()2+2·()3+…+n·()n+1,
所以Sn=+()2+…+()n-n·()n+1
=-n·()n+1
=1-()n-n·()n+1,
所以Sn=2-()n-1-n·()n
=2-(n+2)·()n.
综上,an=n·()n,Sn=2-(n+2)·()n.
3.(2016·天津卷)已知{an}是等比数列,前n项和为Sn(n∈N*),且-=,S6=63.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若对任意的n∈N*,bn是log2an和log2an+1的等差中项,求数列{(-1)nb}的前2n项和.
(1)设数列{an}的公比为q.
由已知,有-=,
解得q=2或q=-1.
又由S6=a1·=63,知q≠-1,
所以a1·=63,得a1=1,所以an=2n-1.
(2)由题意,得bn=(log2an+log2an+1)
=(log22n-1+log22n)
=n-,
即{bn}是首项为,公差为1的等差数列.
设数列{(-1)nb}的前n项和为Tn,则
T2n=(-b+b)+(-b+b)+…+(-b+b)
=b1+b2+b3+b4+…+b2n-1+b2n
==2n2.
4.(2017·天津卷)已知{an}为等差数列,前n项和为Sn(n∈N*),{bn}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4-2a1,S11=11b4.
(1)求{an}和{bn}的通项公式;
(2)求数列{a2nbn}的前n项和(n∈N*).
(1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.由已知b2+b3=12,得b1(q+q2)=12.
而b1=2,所以q2+q-6=0,解得q=-3或q=2.
又因为q>0,所以q=2.所以bn=2n.
由b3=a4-2a1,可得3d-a1=8①.
由S11=11b4,可得a1+5d=16②,
联立①②,解得a1=1,d=3,由此可得an=3n-2.
所以,数列{an}的通项公式为an=3n-2,数列{bn}的通项公式为bn=2n.
(2)设数列{a2nbn}的前n项和为Tn.由a2n=6n-2,得
Tn=4×2+10×22+16×23+…+(6n-2)×2n,
2Tn=4×22+10×23+16×24+…+(6n-8)×2n+(6n-2)×2n+1.
上述两式相减,得
-Tn=4×2+6×22+6×23+…+6×2n-(6n-2)×2n+1
=-4-(6n-2)×2n+1=-(3n-4)2n+2-16,
所以Tn=(3n-4)2n+2+16.
所以,数列{a2nbn}的前n项和为(3n-4)2n+2+16.
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