题目内容

在数列{an}中,a1=-3,an=2an-1+2n+3(n≥2,且nN*).

(Ⅰ)求a2,a3的值;

(Ⅱ)设bn(nN*),证明:{bn}是等差数列;

(Ⅲ)求数列{an}的前n项和Sn

答案:
解析:

  (Ⅰ)解:

  ∵a1=-3,an=2an-1+2n+3(n≥2,且n∈N*),

  ∴a2=2a1+22+3=1  2分

  a3=2a2+23+3=13.  4分

  (Ⅱ)证明:

  证法一:对于任意nN*

  ∵bn+1-bn[(an+1-2an)-3]=[(2n+1+3)-3]=1,

  ∴数列{bn}是首项为=0,公差为1的等差数列.  9分

  证法二:对于任意nN*

  ∵2bn+1-(bn+bn+2)=2×(4an+1-4an-an+2-3)

  =[2(an+1-2an)-(an+2-2an+1)-3]=[2(2n+1+3)-(2n+2+3)-3]=0,

  ∴2bn+1=bn+bn+2

  ∴数例{bn}是首项为=0,公差为b2-b1=1的等差数列.  9分

  (Ⅲ)解:

  由(Ⅱ)得,=0+(n-1)×1,

  ∴an=(n-1)·2n-3(nN*).  10分

  ∴Sn=-3+(1×22-3)+(2×23-3)+…+[(n-1)·2n-3],

  即Sn=1×22+2×23+3×24+…+(n-1)·2n-3n.

  设Tn=1×22+2×23+3×24+…+(n-1)·2n

  则2Tn=1×23+2×24+3×25+…+(n-1)·2n+1

  两式相减得,-Tn=22+23+24+…+2n-(n-1)·2n+1-(n-1)·2n+1

  整理得,Tn=4+(n-2)·2n+1

  从而Sn=4+(n-2)·2n+1-3n(nN*).  14分


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