Question

已知數(shù)列{a_n}的前項(xiàng)和為S_n，點(diǎn)（a_n+2，S_n+1）在直線y=4x-5上，其中n∈N，令b_n=a_n+1-2a_n，且a₁=1．
（1）求證數(shù)列{b_n}是等比數(shù)列；
（2）求數(shù)列{nb_n}的前n項(xiàng)和T_n．

Answer 1

分析：（1）先根據(jù)已知條件得到S_n+1=4（a_n+2）-5=4a_n+3； 進(jìn)而得到S_n=4a_n-1+3；另個(gè)等式相結(jié)合即可得到數(shù)列{a_n-2a_n-1}是以2為首相，2為公比的等比數(shù)列，即數(shù)列{b_n}是等比數(shù)列；
（2）先求出數(shù)列{nb_n}的通項(xiàng)公式，再利用錯(cuò)位相減法求數(shù)列{nb_n}的前n項(xiàng)和T_n．

解答：解：（1）因?yàn)辄c(diǎn)（a_n+2，S_n+1）在直線y=4x-5上；
∴S_n+1=4（a_n+2）-5=4a_n+3；  ①
s₂=4a₁+3=a₁+a₂⇒a₂=6；
∴S_n=4a_n-1+3；②
∴①-②：a_n+1=4a_n-4a_n-1；
∴a_n+1-2a_n=2（a_n-2a_n-1）；
數(shù)列{a_n-2a_n-1}是以2為首相，2為公比的等比數(shù)列；
即數(shù)列{b_n}是等比數(shù)列；
所以：b_n=a_n+1-2a_n=2ⁿ⁺¹；
（2）∵nb_n=n•2ⁿ⁺¹；
∴T_n=1×2²+2×2³+3×2⁴+…+n•2ⁿ⁺¹；③
∴2T_n=1×2³+2×2⁴+…+（n-1）•2ⁿ⁺¹+n•2ⁿ⁺²；④
③-④：-T_n=1×2²+2³+2⁴+…+2ⁿ⁺¹-n•2ⁿ⁺²=

22(1-2n)

1-2

-n•2ⁿ⁺²=4+（1-n）•2ⁿ⁺²；
∴Tn=4+(n-1)•2n+2．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查數(shù)列通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和之間的關(guān)系，以及錯(cuò)位相減法求和．