设数列 $\{a_n\}$ 满足 $a_1=3,a_{n+1}=3a_n-4n.$
【难度】
【出处】
2020高考全国(Ⅲ)卷(理)
【标注】
  • 方法
    >
    论述方式
    >
    数学归纳法
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的求和方法
    >
    数列求和的错位相减法
  1. 计算 $a_2,a_3$,猜想 $\{a_n\}$ 的通项公式并加以证明;
    标注
    • 方法
      >
      论述方式
      >
      数学归纳法
    答案
    $a_n=2n+1$
    解析
    解:
    $a_2=5,a_3=7.$
    猜想 $a_n=2n+1$,由已知可得
    $a_{n+1}-(2n+3)=3[a_n-(2n+1)],$
    $a_n-(2n+1)=3[a_{n-1}-(2n-1)],$
    $\cdots\cdots$
    $a_2-5=3(a_1-3).$
    因为 $a_1=3$,所以 $a_n=2n+1.$
  2. 求数列 $\{2^na_n\}$ 的前 $n$ 项和 $S_n$.
    标注
    • 知识点
      >
      数列
      >
      数列的求和方法
      >
      数列求和的错位相减法
    答案
    $S_n=(2n-1)2^{n+1}+2$
    解析
    解:由(1)得 $2^na_n=(2n+1)2^n$,所以
    $S_n=3\times2+5\times2^2+7\times2^3+\cdots+(2n+1)\times2^n.$ ①
    从而
    $2S_n=3\times2^2+5\times2^3+7\times2^4+\cdots+(2n+1)\times2^{n+1}.$ ②
    ① - ② 得
    $- S_n=3\times2+2\times2^2+2\times2^3+\cdots+2\times2^n-(2n+1)\times2^{n+1},$
    所以 $ S_n=(2n-1)2^{n+1}+2$.
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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