已知数列 $\{x_n\}$ 满足$$x_{n+1}=\left(\dfrac 2{n^2}+\dfrac 3n+1\right)x_n+n+1,n\in\mathbb N^*,$$且 $x_1=3$,求数列 $\{x_n\}$ 的通项公式.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 数学竞赛
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    数列
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    数列通项
  • 题型
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    数列
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    求数列的通项公式
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    代数变形
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    分拆与裂项
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    数列
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    数列的通项公式
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    求数列通项的辅助数列法
【答案】
$x_n=n^2(2n+1),n\in\mathbb N^*$
【解析】
根据题意,有$$x_{n+1}=\dfrac{(n+1)(n+2)}{n^2}x_n+n+1,$$于是$$\dfrac{x_{n+1}}{(n+1)^2(n+2)}=\dfrac{x_n}{n^2(n+1)}+\dfrac{1}{(n+1)(n+2)},$$进而可得$$\dfrac{x_{n+1}}{(n+1)^2(n+2)}+\dfrac{1}{n+2}=\dfrac{x_n}{n^2(n+1)}+\dfrac{1}{n+1},$$因此$$\dfrac{x_n}{n^2(n+1)}+\dfrac{1}{n+1}=\dfrac{x_{n-1}}{(n-1)^2\cdot n}+\dfrac{1}{n}=\cdots =\dfrac{x_1}{2}+\dfrac 12=2,$$所以 $x_n=n^2(2n+1),n\in\mathbb N^*$.
答案 解析 备注
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