设 ${S_n}$ 为数列 $\left\{ {a_n} \right\}$ 的前 $n$ 项和,已知 ${a_1} \ne 0$,$2{a_n} - {a_1} = {S_1} \cdot {S_n},n \in {{\mathbb{N}}^*}$.
【难度】
【出处】
2013年高考湖南卷(文)
【标注】
  1. 求 ${a_1}$,${a_2}$,并求数列 $\left\{ {a_n} \right\}$ 的通项公式;
    标注
    答案
    ${a_1} = 1$,${a_2} = 2$,${a_n} = {2^{n - 1}}$.
    解析
    先求出 $a_1$,然后将题中所给的 $a_n$ 和 $S_n$ 的关系式转化为 $a_n$ 和 $a_{n-1}$ 的递推式,继而求得通项.令 $n = 1$,得\[2{a_1} - {a_1} = a_1^2,\]即 ${a_1} = a_1^2$.因为 ${a_1} \ne 0$,所以 ${a_1} = 1$.
    令 $n = 2$,得\[2{a_2} - 1 = {S_2} = 1 + {a_2},\]解得 ${a_2} = 2$.
    当 $n \geqslant 2$ 时,由\[\begin{split}2{a_n} - 1 &= {S_n}, \\ 2{a_{n - 1}} - 1 &= {S_{n - 1}},\end{split}\]两式相减,得\[2{a_n} - 2{a_{n - 1}} = {a_n},\]即 ${a_n} = 2{a_{n - 1}}$.
    于是数列 $\left\{ {a_n} \right\}$ 是首项为 $ 1$,公比为 $ 2 $ 的等比数列.因此,\[{a_n} = {2^{n - 1}},\]所以数列 $\left\{ {a_n} \right\}$ 的通项公式为 ${a_n} = {2^{n - 1}}$.
  2. 求数列 $\left\{ {n{a_n}} \right\}$ 的前 $n$ 项和.
    标注
    答案
    $ 1 + \left(n - 1\right) \cdot {2^n}$.
    解析
    本题可用错位相减法求和.由(1)知,\[n{a_n} = n \cdot {2^{n - 1}}.\]记数列 $\left\{ {n \cdot {2^{n - 1}}} \right\}$ 的前 $n$ 项和为 ${B_n}$,
    于是\[\begin{split}{B_n} &= 1 + 2 \times 2 + 3 \times {2^2} + \cdots + n \times {2^{n - 1}},\quad\cdots\cdots ① \\ 2{B_n} &= 1 \times 2 + 2 \times {2^2} + 3 \times {2^3} + \cdots + n \times {2^n}.\quad\cdots\cdots ② \end{split}\]② $ - $ ① 得\[\begin{split} {B_n} &= -\left(1 + 2 + {2^2} + \cdots + {2^{n - 1}} \right)+ n \cdot {2^n} \\&= -{2^n}+1+ n \cdot {2^n}.\end{split}\]即\[{B_n} = 1 + \left(n - 1\right) \cdot {2^n}.\]
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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