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2007年高考山东理科数学第19题(以下简称试题1):设数列{an}满足a1+3a2+32a3+…+3n-1an=
n3,n∈
N*.
(Ⅰ)求数列{an}的通项;
(Ⅱ)设bn=
nan
,求数列{bn}的前n项和Sn.
时隔仅二年,2009年高考湖北卷文科数学第19题(以下简称试题2)竟然与之如出一辙:已知{an}是一个公差大于0的等差数列,且满足a3a6=55,a2+a7=16.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若数列{an}和数列{bn}满足:an=
b12
+b222+
b323+…+
bn2n
(n∈
N*),求数列{bn}的前n项和Sn.
试题1赏析:(Ⅰ)此问题等价于数列{3n-1an}的前n项和Sn满足Sn=
n3
,求数列{an}的通项.
因为a1+3a2+32a3+…+3n-1an=
n3,①
所以当n≥2时,a1+3a2+32a3+…+3n-2an-1=
n-13
,②
①-②得3n-1an=
13,an=
13n.
在①中,令n=1,得a1=13.
因为n=1满足an=
13n
,
所以an=
13n
(n∈
N*).
(Ⅱ)因为bn=
nan
,所以bn=n3n.
于是Sn=3+2×32+3×33+…+n3n, ③
3Sn=32+2×33+3×34+…+n3n+1, ④
④-③得2Sn=n3n+1-(3+32+33+…+3n),
即 2Sn=n3n+1-
3(1-3n)1-3
.
所以 Sn=
(2n-1)3n+14
+34
.
试题2赏析: (Ⅰ)略,an=2n-1.
(Ⅱ)此问题等价于数列{
bn2n
}的前n项和Tn满足an=Tn,求数列{bn}的前n项和.
由(Ⅰ)知,an=2n-1,所以Tn=2n-1,由此可求数列{
bn2n }的通项公式,进而得数列{bn}的通项公式,从而问题得解.
当n=1时,a1=
b12
,b1=2.
当n≥2时,an=
b12
+b222
+b323
+…+
bn-12n-1
+
bn2n
,
an-1
=b12
+b2
22
+b323
+…+
bn-1
2n-1.
两式相减得an-an-1=
bn2n
,bn=2n+1.
因此bn=
2,n=1,
2n+1,n≥2.
当n=1时,S1=b1=2;
当n≥2时,Sn=b1+b2+b3+…+bn=2+
b2(1-2n-1)1-2
=2n+2-6.
因为当n=1时上式也成立,
所以当n为正整数时都有Sn=2n+2-6.
云南省玉溪第一中学(653100)
n3,n∈
N*.
(Ⅰ)求数列{an}的通项;
(Ⅱ)设bn=
nan
,求数列{bn}的前n项和Sn.
时隔仅二年,2009年高考湖北卷文科数学第19题(以下简称试题2)竟然与之如出一辙:已知{an}是一个公差大于0的等差数列,且满足a3a6=55,a2+a7=16.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)若数列{an}和数列{bn}满足:an=
b12
+b222+
b323+…+
bn2n
(n∈
N*),求数列{bn}的前n项和Sn.
试题1赏析:(Ⅰ)此问题等价于数列{3n-1an}的前n项和Sn满足Sn=
n3
,求数列{an}的通项.
因为a1+3a2+32a3+…+3n-1an=
n3,①
所以当n≥2时,a1+3a2+32a3+…+3n-2an-1=
n-13
,②
①-②得3n-1an=
13,an=
13n.
在①中,令n=1,得a1=13.
因为n=1满足an=
13n
,
所以an=
13n
(n∈
N*).
(Ⅱ)因为bn=
nan
,所以bn=n3n.
于是Sn=3+2×32+3×33+…+n3n, ③
3Sn=32+2×33+3×34+…+n3n+1, ④
④-③得2Sn=n3n+1-(3+32+33+…+3n),
即 2Sn=n3n+1-
3(1-3n)1-3
.
所以 Sn=
(2n-1)3n+14
+34
.
试题2赏析: (Ⅰ)略,an=2n-1.
(Ⅱ)此问题等价于数列{
bn2n
}的前n项和Tn满足an=Tn,求数列{bn}的前n项和.
由(Ⅰ)知,an=2n-1,所以Tn=2n-1,由此可求数列{
bn2n }的通项公式,进而得数列{bn}的通项公式,从而问题得解.
当n=1时,a1=
b12
,b1=2.
当n≥2时,an=
b12
+b222
+b323
+…+
bn-12n-1
+
bn2n
,
an-1
=b12
+b2
22
+b323
+…+
bn-1
2n-1.
两式相减得an-an-1=
bn2n
,bn=2n+1.
因此bn=
2,n=1,
2n+1,n≥2.
当n=1时,S1=b1=2;
当n≥2时,Sn=b1+b2+b3+…+bn=2+
b2(1-2n-1)1-2
=2n+2-6.
因为当n=1时上式也成立,
所以当n为正整数时都有Sn=2n+2-6.
云南省玉溪第一中学(653100)