题目内容

设f(x)=x2,g(x)=8x,数列{an}(n∈N*)满足a1=2,(an+1-an)•g(an-1)+f(an-1)=0,记bn=
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(n+1)(an-1)
.(Ⅰ)求证:数列{an-1}是等比数列;
(Ⅱ)当n为何值时,bn取最大值,并求此最大值;(Ⅲ)求数列{bn}的前n项和Sn
分析:(I)求出g(an-1),f(an-1)将它们代入已知等式得到关于an的等式,判断出各项都不是1,将其变形得到
8(an+1-1)=7(an-1),利用等差数列的定义得到证明.
(II)作出数列{bn}终相邻两项的商,通过讨论n判断出商与1的大小,即得到数列的单调性,进一步得到bn取最大值时n的值.
(III)由于数列{bn}的通项特点是一个等差数列与一个等比数列的积,利用错位相减的方法求出数列的前n项和.
解答:解:(Ⅰ)由已知,得(an+1-an)•8(an-1)+(an-1)2=0.
即(an-1)(8an+1-7an-1)=0.                
∵a1=2≠1,∴a2≠1,同理a3≠1,…,an≠1.
∴8an+1=7an+1.                          
即8(an+1-1)=7(an-1),
∴数列{an-1}是以a1-1=1为首项,
7
8
为公比的等比数列.  
(Ⅱ)由(1),得an-1=(
7
8
)n-1

bn=(n+1)•(
7
8
)n
.                 
bn+1=(n+2)•(
7
8
)n+1

bn+1
bn
=
n+2
n+1
7
8
,设
bn+1
bn
≥1,则n≤6.
因此,当n<6时,bn<bn+1;当n=6时,b6=b7,当n>6时,bn>bn+1
∴当n=6或7时,bn取得最大值.                        
(Ⅲ)Sn=2•
7
8
+3•(
7
8
)2+4•(
7
8
)3+…+n•(
7
8
)n-1+(n+1)•(
7
8
)n
7
8
Sn=2•(
7
8
)2+3•(
7
8
)3+4•(
7
8
)4+…+n•(
7
8
)n+(n+1)•(
7
8
)n+1

相减得:
1
8
Sn=2•
7
8
+(
7
8
)2+(
7
8
)3+…+(
7
8
)n-(n+1)•(
7
8
)n+1
=
7
8
+
7
8
×8×[1-(
7
8
)n]-(n+1)•(
7
8
)n+1

=
63
8
-(n+9)•(
7
8
)n+1

Sn=63-8(n+9)•(
7
8
)n+1
点评:求数列的前n项和问题,应该先求出数列的通项,根据通项的特点选择合适的求和方法.常用的求和方法有:公式法、错位相减法、倒序相加法、裂项相消法、分组法.
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