在数列{an}中,a1=2,an+1=4an-3n+1,n∈N*,(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;(Ⅱ)设bn=nan-n2,求数列?{bn}的前n项和Sn;(Ⅲ)设

发布时间:2020-07-31 12:45:11

在数列{an}中,a1=2,an+1=4an-3n+1,n∈N*,
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=nan-n2,求数列?{bn}的前n项和Sn;
(Ⅲ)设{an}的前n项和为Sn,证明:不等式Tn+1≤4Tn对任意n∈N*均成立.

网友回答

解:(Ⅰ)由题设an+1=4an-3n+1,得an+1-(n+1)=4(an-n),n∈N*
又a1-1=1≠0
∴…(3分)
∴数列{an-n}是首项为1,且公比为4的等比数列
∴an-n=4n-1即an=4n-1+n(n∈N*)…(4分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知bn=n(an-n)=n?4n-1…(5分)
∴Sn=1?40+2?41+3?42+…n?4n-1…①
?4Sn=1?41+2?42+3?43+…(n-1)?4n-1+n?4n…②…(6分)
由①-②得:-3Sn=1+4+42+…4n-1-n?4n…(7分)
=…(8分)
∴=…(9分)

(Ⅲ)证明:由(Ⅰ)an=4n-1+n
∴数列{an}的前n项和=
=…(11分)
∴对于任意的n∈N*,
…(12分)
==…(13分)
即Tn+1≤4Tn对于?n∈N*成立…(14分)
解析分析:(Ⅰ)把题设整理成an+1-(n+1)=4(an-n)的样式进而可知 为常数,判定数列{an-n}是等比数列,从而可求数列{an}的通项公式;(Ⅱ)由(Ⅰ)中的首项和公比可求得{an-n}的通项公式,进而根据题设求得数列{bn}的通项公式,进而根据错位相减法求得数列{bn}的前n项和Sn.(Ⅲ)由(Ⅰ)an=4n-1+n,从而可得数列{an}的前n项和=,再利用作差法化简Tn+1-4Tn即可.

点评:本题主要考查了等比数列的判定和数列的求和问题.当数列是由等比和等差数列构成时,常可用错位相减法求的数列的前n项和.应注意掌握作差法在证明不等式中的运用.
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