解答题已知数列{an}满足an=n?2n-1(n∈N*).是否存在等差数列{bn},使得数列{an}与{bn}满足an=b1Cn1+b2Cn2+b3Cn3+…+bnCnn对一切正整数n成立?证明你的结论.
网友回答
解:令n=1,2,3,有,
即,
解得??b1=1,b2=2,b3=3.由此猜想:bn=n(n∈N*).(4分)
下面证明:Cn1+2Cn2+3Cn3+…+nCnn=n?2n-1.
解法一:设Sn=Cn1+2Cn2+3Cn3+…+nCnn
有??Sn=0Cn0+Cn1+2Cn2+3Cn3+…+nCnn
又Sn=nCnn+(n-1)Cnn-1+(n-2)Cnn-2+…+0?Cn0--------------8分
两式相加2Sn=n(Cn0+Cn1+Cn2+…+Cnn)=n?2n--------------10分
故Sn=n?2n-1,n?2n-1=Cn1+2Cn2+3Cn3+…+nCnn--------------12分
解法二:构造函数f(x)=(1+x)n,(n∈N*),由二项式定理知:
????? f(x)=(1+x)n=Cn0+Cn1x+Cn2x2+…+Cnnxn--------------8分
???? f′(x)=n(1+x)n-1=Cn1+2Cn2x+3Cn3x2+…+nCnnxn-1--------------10分
???? 令x=1,即得n?2n-1=Cn1+2Cn2+3Cn3+nCnn--------------12分
解法三:(1)n=1,成立.-----------------5分
????????(2)假设n=k时等式成立,即Ck1+2Ck2+3Ck3+…+kCkk=k?2k-1
当n=k+1时,
Ck+11+2Ck+12+…+kCk+1k+(k+1)Ck+1k+1
=(Ck0+Ck1)+2(CK1+CK2)+…+k(Ckk-1+Ckk)+(k+1)----------8分
=(Ck0+2Ck1+3Ck2+…+kCkk-1)+(Ck1+2Ck2+…+3Ck3+kCkk)+k+1
=(Ck0+Ck1+Ck2+…+Ckk-1)+[Ck1+2Ck2+…+(k-1)Ckk-1]+k?2k-1+k+1
=(2k-1)+[Ck1+2Ck2+…+(k-1)Ckk-1+kCkk]+k?2k-1+1?
=2k-1+k?2k-1+k?2k-1+1---(10分)
=(k+1)?2k
也就是说,当n=k+1时,等式也成立.
由(1)(2)可知,存在bn=n,
使得Cn1+2Cn2+3Cn3+…+nCnn=n?2n-1对一切n∈N*成立.12分)解析分析:可令n=1,2,3,求得b1,b2,b3,由此猜想bn,解法一:设Sn=Cn1+2Cn2+3Cn3+…+nCnn通过倒序相加法得到结论;解法二:构造函数f(x)=(1+x)n,(n∈N*),由二项式定理展开,用导数法解决;解三法:用数学归纳解法证明结论..点评:本题考查数学归纳法证明等式,难点在于对组合数性质的转化与应用,属于难题.