已知数列{an}的前项和为Sn,点(an+2,Sn+1)在直线y=4x-5上,其中n∈N,令bn=an+1-2an,且a1=1.(1)求证数列{bn}是等比数列;(2)求数列{nbn}的前n项和Tn.
问题描述:
已知数列{an}的前项和为Sn,点(an+2,Sn+1)在直线y=4x-5上,其中n∈N,令bn=an+1-2an,且a1=1.
(1)求证数列{bn}是等比数列;
(2)求数列{nbn}的前n项和Tn.
答
(1)因为点(an+2,Sn+1)在直线y=4x-5上;
∴Sn+1=4(an+2)-5=4an+3; ①
s2=4a1+3=a1+a2⇒a2=6;
∴Sn=4an-1+3;②
∴①-②:an+1=4an-4an-1;
∴an+1-2an=2(an-2an-1);
数列{an-2an-1}是以2为首相,2为公比的等比数列;
即数列{bn}是等比数列;
所以:bn=an+1-2an=2n+1;
(2)∵nbn=n•2n+1;
∴Tn=1×22+2×23+3×24+…+n•2n+1;③
∴2Tn=1×23+2×24+…+(n-1)•2n+1+n•2n+2;④
③-④:-Tn=1×22+23+24+…+2n+1-n•2n+2=
-n•2n+2=4+(1-n)•2n+2;
22(1−2n) 1−2
∴Tn=4+(n−1)•2n+2.
答案解析:(1)先根据已知条件得到Sn+1=4(an+2)-5=4an+3; 进而得到Sn=4an-1+3;另个等式相结合即可得到数列{an-2an-1}是以2为首相,2为公比的等比数列,即数列{bn}是等比数列;
(2)先求出数列{nbn}的通项公式,再利用错位相减法求数列{nbn}的前n项和Tn.
考试点:数列递推式;等比关系的确定;数列的求和.
知识点:本题主要考查数列通项公式与前n项和之间的关系,以及错位相减法求和.