已知函数f(x)=x2+2x,数列{an}的前n项和为Sn,对一切正整数n,点Pn(n,Sn)都在函数f(x)的图象上,且过点Pn(n,Sn)的切线的斜率为kn. (Ⅰ)求数列{an}的通项公式; (Ⅱ)若bn=2kn•an

问题描述:

已知函数f(x)=x2+2x,数列{an}的前n项和为Sn,对一切正整数n,点Pn(n,Sn)都在函数f(x)的图象上,且过点Pn(n,Sn)的切线的斜率为kn
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若bn2knan,求数列{bn}的前n项和为Tn
(Ⅲ)设Q={x|x=kn,n∈N*},R={x|x=2an,n∈N*},等差数列{cn}的任一项cn∈Q∩R,其中c1是Q∩R中的最小数,110<c10<115,求{cn}的通项公式.

(Ⅰ)∵点Pn(n,Sn)都在函数f(x)=x2+2x的图象上,
Snn2+2n
当n=1时,a1=S1=3;
当n≥2时,anSnSn−1n2+2n−(n−1)2−2(n−1)=2n+1
当n=1时,也满足.
故an=2n+1.
(Ⅱ)由f(x)=x2+2x求导可得,f′(x)=2x+2
∵过点Pn(n,Sn)的切线的斜率为kn,∴kn=2n+2.
又∵bn2knan
bn22n+2•(2n+1)=4(2n+1)•4n
Tn=4×3×4+4×5×42+4×7×43+…+4(2n+1)•4n…①
由①×4可得:4Tn=4×3×42+4×5×43+4×7×44+…+4(2n+1)•4n+1…②
①-②可得:−3Tn=4•[3×4+2•(42+43+…+4n)-(2n+1)•4n+1]
=4•[3×4+2•

42(1−4n−1)
1−4
-(2n+1)•4n+1].
Tn
6n+1
9
4n+2
16
9

(Ⅲ)∵Q={x|x=2n+2,n∈N*},R={x|x=4n+2,n∈N*}
∴Q∩R=R,又∵cn∈Q∩R,其中c1是Q∩R中的最小数,
∴c1=6,∴c10=4m+6,m∈N*,({cn}的公差是4 的倍数!)
又∵110<c10<115
110<4m+6<115
m∈N*.
解得m=27,
∴{cn}的公差是12,
∴cn=12n-6.