简单的数学问题,高一的

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/26 13:37:04
在数列{an}中,a1=2,a(n+1)=λan+λ^(n+1)+(2-λ)2^n(n∈N*),其中λ>0。
(1)求数列{an}的通项公式。
(2)求数列{an}的前n项和Sn

(1)
{an}的通项公式为an=(n-1)*λ^n + 2^n,可以中数学归纳法证明。
a1=2,成立。
假设an=(n-1)*λ^n + 2^n对于n≤k的自然数成立,那么,根据题中给出的递推公式,我们有,当n=k+1时,
a(k+1)=λak+λ^(k+1)+(2-λ)2^k=k*λ^(k+1) + 2^(k+1)。
所以,对于任何自然数n,我们给出的通项公式都满足条件。因此,数列{an}的通项公式为an=(n-1)*λ^n + 2^n。
(2)
由通项公式,我们可知,Sn=a1+a2+...+an=[λ^2+2λ^3+...+(n-1)λ^n]+[2+2^2+2^3+...+2^n]。
2+2^2+2^3+...+2^n是等比数列求和,这个比较简单,和为2^(n+1)-2。
关键,我们要求化简λ^2+2λ^3+...+(n-1)λ^n。
假设Tn = λ^2+2λ^3+...+(n-1)λ^n,
如果λ=1,则Tn=1+2+3+...+(n-1)=(n^2-n)/2。
如果λ≠1,我们有λ*Tn = λ^3+...+(n-2)λ^n+(n-1)λ^(n+1)。
Tn-λTn我们得到,(1-λ)Tn = λ^2+λ^3+...+λ^n-(n-1)λ^(n+1),前一部分为等比数列,所以(1-λ)Tn=[λ^(n+1)-λ^2]/(λ-1) - (n-1)λ^(n+1)。
由此我们得到Tn=(n-1)λ^(n+1)/(λ-1)-[λ^(n+1)-λ^2]/(λ-1)^2。
所以,
当λ=1时,Sn=(n^2-n)/2+2^(n+1)-2;
当λ≠1时,Sn=(n-1)λ^(n+1)/(λ-1)-[λ^(n+1)-λ^2]/(λ-1)^2+2^(n+1)-2。