题目内容

【题目】已知数列{an},{bn}满足:a1=3,当n≥2时,an﹣1+an=4n;对于任意的正整数n,.设{bn}的前n项和为Sn.

(1)求数列{an}及{bn}的通项公式;

(2)求满足13<Sn<14的n的集合.

【答案】(1) an=2n+1;bn=(4n﹣1)()n﹣1;(2) {n|n=1,2或n≥5且n∈N}.

【解析】

(1)求得a2,a3,将an﹣1+an=4n中的n换为n﹣1,相减可得数列{an}的奇数项以3为首项,2为公差的等差数列,可得an,再将n换为n﹣1,相减可得bn;

(2)运用数列的错位相减法求和,结合等比数列的求和公式,可得Sn,解不等式可得所求集合.

(1)a1=3,当n≥2时,an﹣1+an=4n,

可得a1+a2=8,即有a2=5,a2+a3=12,即有a3=7,

由n≥3时,an﹣2+an﹣1=4n﹣4,又an﹣1+an=4n,

相减可得an﹣an﹣2=4,

可得数列{an}的奇数项以3为首项,4为公差的等差数列,偶数项以5为首项,4为公差的等差数列,

则数列{an}以3为首项,2为公差的等差数列,

可得an=3+2(n﹣1)=2n+1;

当n=1时,b1=a1=3;

n≥2时,b1+2b2+…+2n﹣2bn﹣1=(n﹣1)an﹣1,又.

相减可得2n﹣1bn=n(2n+1)﹣(n﹣1)(2n﹣1)=4n﹣1,

则bn=(4n﹣1)()n﹣1;

(2)前n项和为Sn=31+711(4n﹣1)()n﹣1,

Sn=3711(4n﹣1)()n,

相减可得Sn=3+4(()n﹣1)﹣(4n﹣1)()n

=3+4(4n﹣1)()n,

化简可得Sn=14﹣(4n+7)()n﹣1.

13<Sn<14,即为13<14﹣(4n+7)()n﹣1<14,

可得4n﹣7<2n﹣1,

则n=1,2,上式成立;n=3,4,上式不成立;

n≥5且n∈N,上式均成立,

则所求n的集合为{n|n=1,2或n≥5且n∈N}.

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