题目内容

设数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=4an+2n+1,n∈N*
(1)求证:{an-2}是等比数列;
(2)求数列{nan}前n项和Tn
(1)∵Sn=4an+2n+1,
∴S1=4a1+3,而S1=a1
∴a1=-1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=(4an+2n+1)-[4an-1+2(n-1)+1]
=4an-4an-1+2,
∴3an+2=4an-1
∴3an-6=4an-1-8,即3(an-2)=4(an-1-2),又a1-2=-3,
∴{an-2}是以-3为首项,公比为
4
3
等比数列.
∴an-2=-3×(
4
3
)
n-1

∴an=2-3×(
4
3
)
n-1

(2)∵an=2-3×(
4
3
)
n-1
,令bn=nan
则bn=nan=2n-3n×(
4
3
)
n-1

∴Tn=b1+b2+…+bn
=2(1+2+3+…+n)-3[1×(
4
3
)
0
+2×(
4
3
)
1
+3×(
4
3
)
2
+…+n×(
4
3
)
n-1
].
令Cn=1×(
4
3
)
0
+2×(
4
3
)
1
+3×(
4
3
)
2
+…+n×(
4
3
)
n-1
①,
4
3
Cn=1×(
4
3
)
1
+2×(
4
3
)
2
+…+(n-1)×(
4
3
)
n-1
+n×(
4
3
)
n
②,
①-②得:-
1
3
Cn=(
4
3
)
0
+(
4
3
)
1
+(
4
3
)
2
+…+(
4
3
)
n-1
-n×(
4
3
)
n

=
1-(
4
3
)
n
1-
4
3
-n×(
4
3
)
n

=-3(1-(
4
3
)
n
)-n×(
4
3
)
n

=(3-n)×(
4
3
)
n
-3,
∴Cn=(3n-9)×(
4
3
)
n
+9.
∴Tn=2×
n(1+n)
2
-3[(3n-9)×(
4
3
)
n
+9]
=-(9n-27)×(
4
3
)
n
+n2+n-27.
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