解答题已知数列{an}满足:a1=1,a2=4,且对任意的n≥3,n∈N*有an-4a

发布时间:2020-07-09 06:46:02

解答题已知数列{an}满足:a1=1,a2=4,且对任意的n≥3,n∈N*有an-4an-1+4an-2=0.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式an;
(Ⅱ)是否存在等差数列{bn},使得对任意的n∈N*有an=b1Cn1+b2Cn2+…+bnCnn成立?证明你的结论.

网友回答

解:(Ⅰ)∵an-4an-1+4an-2=0,
∴an-2an-1=2(an-1-2an-2)(其中n≥3);
∴=2,(其中n≥3);
∴数列{an-2an-1}是首项为(a2-2a1),公比为2的等比数列,
∵a2-2a1=2,∴an-2an-1=2?2n-2=2n-1(其中n≥2);
∴-=1,∴数列{}是首项为1,公差为1的等差数列,故=n,即an=n?2n-1;
(Ⅱ)令n=1,2,3,代入an=b1Cn1+b2Cn2+…+bnCnn得:
b1=1①,b1C21+b2C22=4②,b1C31+b2C32+b3C33=12③;
由①②③组成方程组,解得:b1=1,b2=2,b3=3;
由此可猜想bn=n,即n?2n-1=Cn1+2Cn2+…+nCnn
下面用数学归纳法证明:
(1)当n=1时,等式左边=1,右边=C11=1,
∴当n=1时,等式成立,
(2)假设当n=k时,等式成立,即k?2k-1=Ck1+2Ck2+…+kCkk
当n=k+1时
(k+1)?2k+1-1=k?2k+2k=2k?2k-1+2k=2(Ck1+2Ck2+…+kCkk)+(Ck0+Ck1+…+Ckk)
=2Ck1+4Ck2+…+2kCkk+Ck0+Ck1+…+Ckk
=(Ck0+Ck1)+2(Ck1+Ck2)+3(Ck2+Ck3)+…+(k+1)Ckk
=Ck+11+2Ck+12+3Ck+13+…+(k+1)Ck+1k+1
∴当n=k+1时,等式成立,
综上所述,存在等差数列bn=n,使得对任意的n∈N*有an=b1Cn1+b2Cn2+…+bnCnn成立.解析分析:(Ⅰ)由an-4an-1+4an-2=0,得an-2an-1=2(an-1-2an-2)(其中n≥3);即=2,得数列{an-2an-1}是等比数列;首项a2-2a1=2,则通项an-2an-1=2?2n-2=2n-1(其中n≥2);从而得数列an的通项公式;(Ⅱ)当n=1,2,3时,由an=b1Cn1+b2Cn2+…+bnCnn得:b1=1①,b1C21+b2C22=4②,b1C31+b2C32+b3C33=12③;由①②③组成方程组,得b1,b2,b3;由此猜想bn的通项公式,即n?2n-1=Cn1+2Cn2+…+nCnn;用数学归纳法证明即可.点评:本题综合考查了数列与递推公式的应用,组合数公式与数学归纳法的应用;解题时应细心分析,认真解答,以免出错.
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