已知数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和 $S_{n}=3n^{2}+8n$,$\left\{b_{n}\right\}$ 是等差数列,且 $a_{n}=b_{n}+b_{n+1}$.
【难度】
【出处】
2016年高考山东卷(文)
【标注】
  • 知识点
    >
    数列
    >
    等差数列及其性质
    >
    等差数列的定义与通项
  • 题型
    >
    数列
    >
    求数列的通项公式
  • 知识点
    >
    数列
    >
    等比数列及其性质
    >
    等比数列的定义与通项
  • 知识点
    >
    数列
    >
    等比数列及其性质
    >
    等比数列的前n项和
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的求和方法
    >
    数列求和的错位相减法
  • 题型
    >
    数列
    >
    数列求和
  1. 求数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的通项公式;
    标注
    • 知识点
      >
      数列
      >
      等差数列及其性质
      >
      等差数列的定义与通项
    • 题型
      >
      数列
      >
      求数列的通项公式
    答案
    $b_{n}=3n+1$
    解析
    由通项与和的关系,可以求出 $\left\{a_n\right\}$ 的通项公式,然后结合条件,求得 $a_1$,$d$,从而得到 $\left\{b_n\right\}$ 的通项公式.由题意知,当 $n\geqslant 2$ 时,$a_{n}=S_{n}-S_{n-1}=6n+5$,
    当 $n=1$ 时,$a_{1}=S_{1}=11$,符合上式.
    所以 $a_{n}=6n+5$.
    设数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的公差为 $d$.由\[\begin{cases}a_{1}=b_{1}+b_{2},\\ a_{2}=b_{2}+b_{3},\end{cases}\]即\[\begin{cases}11=2b_{1}+d,\\17=2b_{1}+3d,\end{cases}\]可解得 $b_{1}=4$,$d=3$.所以 $b_{n}=3n+1$.
  2. 令 $c_{n}=\dfrac{\left(a_{n}+1\right)^{n+1}}{\left(b_{n}+2\right)^{n}}$.求数列 $\left\{c_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和 $T_{n}$.
    标注
    • 知识点
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      数列
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      等比数列及其性质
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      等比数列的定义与通项
    • 知识点
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      数列
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      等比数列及其性质
      >
      等比数列的前n项和
    • 知识点
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      数列
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      数列的求和方法
      >
      数列求和的错位相减法
    • 题型
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      数列
      >
      数列求和
    答案
    $ T_{n}=3n\cdot 2^{n+2} $
    解析
    $\left\{c_n\right\}$ 是差比数列,利用错位相减法求其前 $n$ 和.由(1)知 $c_{n}=\dfrac{\left(6n+6\right)^{n+1}}{\left(3n+3\right)^{n}}=3\left(n+1\right)\cdot 2^{n+1}$.
    又 $T_{n}=c_{1}+c_{2}+\cdots +c_{n}$,
    得\[\begin{split} T_{n}&=3\times \left[2\times 2^{2}+3\times 2^{3}+\cdots +\left(n+1\right)\times 2^{n+1}\right],\\ 2T_{n}&=3\times \left[2\times 2^{3}+3\times 2^{4}+\cdots +\left(n+1\right)\times 2^{n+2}\right],\end{split}\]两式作差,得\[\begin{split}-T_{n}&=3\times \left[2\times 2^{2}+2^{3}+2^{4}+\cdots +2^{n+1}-\left(n+1\right)\times 2^{n+2}\right]\\&=3\times \left[4+\dfrac{4\left(1-2^{n}\right)}{1-2}-\left(n+1\right)\times 2^{n+2}\right]\\&=-3n\cdot 2^{n+2}\end{split}\]所以 $T_{n}=3n\cdot 2^{n+2}$.
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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