已知数列{an}中,a1=2,an+1=3an+2.(Ⅰ)记bn=an+1,求证:数列{bn}为等比数列;(Ⅱ)求数列{nan}的前
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解决时间 2021-02-27 17:54
- 提问者网友:城市野鹿
- 2021-02-26 17:52
已知数列{an}中,a1=2,an+1=3an+2.(Ⅰ)记bn=an+1,求证:数列{bn}为等比数列;(Ⅱ)求数列{nan}的前n项和Sn.
最佳答案
- 五星知识达人网友:等灯
- 2021-02-26 19:18
(Ⅰ)证明:由an+1=3an+2,可知an+1+1=3(an+1).
∵bn=an+1,∴bn+1=3bn,
又b1=a1+1=3,
∴数列{bn}是以3为首项,以3为公比的等比数列.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知an+1=3n,得an=3n?1,∴nan=n?3n?n.
∴Sn=(1×31+2×32+…+n?3n)-(1+2+…+n)
其中1+2+…+n=
n(n+1)
2 =
n2+n
2 ,
记Tn=3+2×32+3×33+…+(n-1)×3n-1+n×3n ①
∴3Tn=32+2×33+…+(n-1)×3n+n×3n+1 ②
两式相减得-2Tn=3+32+…+3n-n×3n+1=
3(3n?1)
3?1 ?n?3n+1,
∴Tn=
(2n?1)
4 ×3n+1+
3
4 .
∴Sn=
2n?1
4 ×3n+1?
2n2+2n?3
4 .
∵bn=an+1,∴bn+1=3bn,
又b1=a1+1=3,
∴数列{bn}是以3为首项,以3为公比的等比数列.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知an+1=3n,得an=3n?1,∴nan=n?3n?n.
∴Sn=(1×31+2×32+…+n?3n)-(1+2+…+n)
其中1+2+…+n=
n(n+1)
2 =
n2+n
2 ,
记Tn=3+2×32+3×33+…+(n-1)×3n-1+n×3n ①
∴3Tn=32+2×33+…+(n-1)×3n+n×3n+1 ②
两式相减得-2Tn=3+32+…+3n-n×3n+1=
3(3n?1)
3?1 ?n?3n+1,
∴Tn=
(2n?1)
4 ×3n+1+
3
4 .
∴Sn=
2n?1
4 ×3n+1?
2n2+2n?3
4 .
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- 1楼网友:纵马山川剑自提
- 2021-02-26 20:50
(1)
a(n+1)-3an=3ⁿ
a(n+1)/3⁽ⁿ⁺¹⁾-an/3ⁿ=1/3
b(n+1)-bn=1/3,b1=a1/3=1.
∴bn是首项b1=1,公差d=1/3的等差数列。
综上,命题得证。
(2)
bn=b1+(n-1)d=n/3+2/3.
an=bn×3ⁿ=n×3⁽ⁿ⁻¹⁾+2×3⁽ⁿ⁻¹⁾=3⁽ⁿ⁻¹⁾(n+2).
∴sn=1+3+3²+...+3⁽ⁿ⁻¹⁾=(3ⁿ-1)/2,s2n=(9ⁿ-1)/2.
sn/s2n=(3ⁿ-1)/(9ⁿ-1)=1/(3ⁿ+1)。
显然,sn/s2n递减,故s2n/sn≤s2/s1=1/4.
∴n≥2时,sn/s2n满足sn/s2n<1/4.
又sn/s2n递减,故不存在sn/s2n>128.
综上,n≥2时满足sn/s2n<1/4。
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