解答题已知数列{an}的首项a1=5,an+1=2an+1.(1)证明:数列{an+1

发布时间:2020-07-09 07:15:00

解答题已知数列{an}的首项a1=5,an+1=2an+1.
(1)证明:数列{an+1}是等比数列;
(2)若数列{nan}的前n项和为Tn,试比较2Tn与23n2-13n的大小.

网友回答

解:(1)∵an+1=2an+1,∴an+1+1=2an+2=2(an+1),
又∵a1=5,得a1+1=6≠0
∴=2,即数列{an+1}是以6为首项,公比等于2的等比数列.…(5分)
(2)由(Ⅰ)知an+1=6×2n-1=3×2n,所以an=3×2n-1…(7分)
从而Tn=(3×2-1)+2(3×22-1)+3(3×23-1)+…+n(3×2n-1)
=3(2+2×22+3×23+…+n×2n)-(1+2+3+…+n)
令Pn=2+2×22+3×23+…+n×2n,得2Pn=22+2×23+3×24+…+n×2n+1,
相减得,Pn=n×2n+1-(22+23+24+…+2n)-2=(n-1)2n+1+2,
∴Tn=3[(n-1)2n+1+2]-(n2+n)=3(n-1)2n+1-(n2+n-12)…(9分)
所以2Tn-(23n2-13n)=12(n-1)2n-12(2n2-n-1)=12(n-1)(2n-2n-1)…①
当n=1时,①式等于0,所以2Tn=23n2-13n;
当n=2时,①式等于-12<0,所以2Tn<23n2-13n
当n≥3时,n-1>0且2n>2n+1,所以,①式符号为正,从而2Tn>23n2-13n.…(13分)解析分析:(1)根据已知等式变形可得=2,结合首项a1=5,得列{an+1}是以6为首项,公比等于2的等比数列.(2)由等比数列的通项公式和错位相减法求和,结合等差数列的求和公式,算出Tn=3(n-1)2n+1-(n2+n-12),将此代入2Tn,再与23n2-13n作差因式分解,最后再对n进行讨论,不难得出2Tn与23n2-13n的大小.点评:本题给出数列的递推公式,求数列的通项并且比较两个式子的大小,着重考查等比数列、错位相减法,考查灵活运用知识解决问题的能力,属于中档题.
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