在数列{an}与{bn}中,a1=1,b1=4,数列{an}的前n项和Sn满足nSn+1-(n+3)Sn=0,2an+1为bn与bn+1的等比中项,n∈N+.(1)求

发布时间:2020-07-31 18:12:07

在数列{an}与{bn}中,a1=1,b1=4,数列{an}的前n项和Sn满足nSn+1-(n+3)Sn=0,2an+1为bn与bn+1的等比中项,n∈N+.
(1)求a2,b2的值;
(2)求数列{an}与{bn}的通项公式.

网友回答

解:(1)∵数列{an}与{bn}中,a1=1,b1=4,nSn+1-(n+3)Sn=0,
∴a1+a2-4a1=0,a1=1,解得a2=3.
∵2an+1为bn与bn+1的等比中项,
∴4a2=b2b1,b1=4,解得b2=9.
(2)由题设nSn+1-(n+3)Sn=0,a1=1,b1=4,及a2=3,b2=9,
进一步可得a3=6,b3=16,a4=10,b4=25,
由此猜想an=,bn=(n+1)2,n∈N+.
先证an=,n∈N+.
当n=1时,a1=,等式成立.
当n≥2时用数学归纳法证明如下:
当n=2时,a2=,等式成立.
假设n=k时等式成立,即ak=,k≥2.
由题设,kSk+1=(k+3)Sk,①
(k-1)Sk=(k+2)Sk-1.②
①的两边分别减去②的两边,整理得kak+1=(k+2)ak,
从而ak+1=ak=?
=.
这就是说,当n=k+1时等式也成立.
综上可知,等式an=对任何的n∈N+都成立.
再证bn=(n+1)2,n∈N+,
当n=1时,b1=4,∴等式成立.
假设n=k时,等式成立,即bk=(k+1)2,
那么n=k+1时,
∵(2ak+1)2=bk?bk+1,
∴[2?]2=(k+1)2?bk+1.
∴bk+1=(k+2)2=[(k+1)+1]2.
∴n=k+1时等式成立.
∴综上知,bn=(n+1)2,n∈N+.

解析分析:(1)由数列{an}与{bn}中,a1=1,b1=4,nSn+1-(n+3)Sn=0,知a1+a2-4a1=0,a1=1,由2an+1为bn与bn+1的等比中项,知4a2=b2b1,b1=4,由此能求出a2,b2的值.(2)由题设nSn+1-(n+3)Sn=0,a1=1,b1=4,及a2=3,b2=9,进一步可得a3=6,b3=16,a4=10,b4=25,由此猜想an=,bn=(n+1)2,n∈N+.先证an=,n∈N+.再证bn=(n+1)2,n∈N+.

点评:本题考查数列中某一项的求法,考查数列的通项公式的求法,解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化,注意合理地进行猜想和数学归纳法的合理运用.
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