数列 $\{a_n\}$ 满足:$a_1=4$,$a_{n+1}a_n+6a_{n+1}-4a_n-8=0$,记 $b_n=\dfrac 6{a_n-2}$,$n\in \mathbb N^*$.
【难度】
【出处】
2009年全国高中数学联赛陕西省预赛(二试)
【标注】
  • 数学竞赛
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    数列
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    数列求和
  • 数学竞赛
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    数列
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    数列求和
  1. 求数列 $\{b_n\}$ 的通项公式;
    标注
    • 数学竞赛
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      数列
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      数列求和
    答案
    $b_n=4^n-1$
    解析
    由 $b_n=\dfrac 6{a_n-2}$,得 $a_n=\dfrac 6{b_n}+2$,代入$$a_{n+1}a_n+6a_{n+1}-4a_n-8=0,$$得$$b_{n+1}=4b_n+3,$$所以$$b_{n+1}+1=4(b_n+1).$$因为 $b_1+1=4$,所以$$b_n+1=4\cdot 4^{n-1}=4^n,$$故 $b_n=4^n-1$.
  2. 求数列 $\{a_n\cdot b_n\}$ 前 $n$ 项和 $S_n$.
    标注
    • 数学竞赛
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      数列
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      数列求和
    答案
    $\dfrac 23 \cdot 4^{n+1}+4n-\dfrac 83$
    解析
    因为 $a_n=\dfrac 6{b_n}+2$,所以$$a_n\cdot b_n=2b_n+6,$$故\[\begin{split}S_n&=a_1b_1+a_2b_2+\cdots +a_nb_n\\&=2(b_1+b_2+\cdots +b_n)+6n\\&=2(4+4^2+\cdots +4^n-n)+6n\\&=\dfrac{8(4^n-1)}{3}-2n+6n\\&=\dfrac 23 \cdot 4^{n+1}+4n-\dfrac 83.\end{split}\]
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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