题目内容

3.已知数列{an}的前n项和Sn=2an-2n
(I)求a3、a4
(Ⅱ)证明:数列{an+1-2an}是一个等比数列;
(Ⅲ)求{an}的通项公式.

分析 (I)数列{an}的前n项和Sn=2an-2n,分别令n=1,2,3,4可得:$\left\{\begin{array}{l}{{a}_{1}=2{a}_{1}-2}\\{{a}_{1}+{a}_{2}=2{a}_{2}-{2}^{2}}\\{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}=2{a}_{3}-{2}^{3}}\\{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}+{a}_{4}=2{a}_{4}-{2}^{4}}\end{array}\right.$,解得即可.
(II)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an-2n-$(2{a}_{n-1}-{2}^{n-1})$,化为an=2an-1+2n-1,证明$\frac{{a}_{n+1}-2{a}_{n}}{{a}_{n}-2{a}_{n-1}}$为一非0常数即可.
(III)由an=2an-1+2n-1,化为$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}-\frac{{a}_{n-1}}{{2}^{n-1}}$=$\frac{1}{2}$,利用等差数列的通项公式即可得出.

解答 (I)解:数列{an}的前n项和Sn=2an-2n
∴分别令n=1,2,3,4可得:$\left\{\begin{array}{l}{{a}_{1}=2{a}_{1}-2}\\{{a}_{1}+{a}_{2}=2{a}_{2}-{2}^{2}}\\{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}=2{a}_{3}-{2}^{3}}\\{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}+{a}_{4}=2{a}_{4}-{2}^{4}}\end{array}\right.$,解得a1=2,a2=6,a3=16,a4=40.
(II)证明:当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an-2n-$(2{a}_{n-1}-{2}^{n-1})$,化为an=2an-1+2n-1
∴$\frac{{a}_{n+1}-2{a}_{n}}{{a}_{n}-2{a}_{n-1}}$=$\frac{{2}^{n}}{{2}^{n-1}}$=2,
∴数列{an+1-2an}是一个等比数列,首项为2,公比为2.
(III)解:由an=2an-1+2n-1
化为$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}-\frac{{a}_{n-1}}{{2}^{n-1}}$=$\frac{1}{2}$,
∴数列$\{\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}\}$是等差数列,首项为1,公差为$\frac{1}{2}$,
∴$\frac{{a}_{n}}{{2}^{n}}$=1+$\frac{1}{2}(n-1)$=$\frac{n+1}{2}$,
∴an=(n+1)•2n-1

点评 本题考查了等差数列与等比数列的通项公式、递推关系的应用,考查了变形能力与计算能力,属于中档题.

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