已知数列{an}的前n项和为Sn,,且2Sn=2Sn-1+2an-1+1(n≥2,n∈N*).数列{bn}满足,且3bn-bn-1=n(n≥2,n∈N*).
(Ⅰ)求证:数列{an}为等差数列;
(Ⅱ)求证:数列{bn-an}为等比数列;
(Ⅲ)求数列{bn}的通项公式以及前n项和Tn.
网友回答
(Ⅰ)证明:∵2Sn=2Sn-1+2an-1+1(n≥2,n∈N*),
∴当n≥2时,2an=2an-1+1,
可得.
∴数列{an}为等差数列.(4分)
(Ⅱ)证明:∵{an}为等差数列,公差,
∴(5分)
又3bn-bn-1=n(n≥2),
∴,
∴
=
=
=(8分)
又,
∴对n∈N*,bn-an≠0,得.
∴数列{bn-an}是首项为公比为等比数列.(9分)
(Ⅲ)解:由(Ⅱ)得,
∴.(11分)
∵,
∴,
∴.
∴.(14分)
解析分析:本题考查等差等比数列的证明、an与sn的关系的研究、求通项公式和求前n项和公式,(Ⅰ)根据2Sn=2Sn-1+2an-1+1(n≥2,n∈N*).可以获得使问题得证.(Ⅱ)根据所证,构造数列{bn-an},通过计算得,又,所以数列{bn-an}为等比数列得证.(Ⅲ)在(Ⅱ)的基础上可以得到数列{bn-an}的通项公式,又根据(Ⅰ)数列{an}的通项公式可求,所以数列{bn}可求,进而可以求得前n项和.
点评:本题综合性强,过程多,运算量大,解题过程需要思路清晰,运算准确,尤其是在(Ⅰ)、(Ⅱ)的证明中,不可忽视n=1的情况,必须将其作为过程中的一部分;在(Ⅲ)的求数列{bn}的前n项和时,尽管数列{bn}的通项公式已求出,可以直接求其和,但需要拆项分组求和,较为繁琐,给出的解法以求出数列{bn-an}、数列{an}的前n项和的基础上再求,显得运算简便,值得借鉴.