已知 $\left\{a_n\right\}$ 是各项均为正数的等比数列,$\left\{b_n\right\}$ 是等差数列,且 $a_1=b_1=1$,$b_2+b_3=2a_3$,$a_5-3b_2=7$.
【难度】
【出处】
2015年高考天津卷(文)
【标注】
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求 $\left\{a_n\right\}$ 和 $\left\{b_n\right\}$ 的通项公式;标注答案$a_n=2^{n-1},n\in \mathbb N^*$;$b_n=2n-1,n\in \mathbb N^*$解析本小题是等差数列和等比数列的基本量问题.设数列 $\left\{a_n\right\}$ 的公比为 $q$,数列 $\left\{b_n\right\}$ 的公差为 $d$,由题意,结合等比数列、等差数列的相关公式,得\[\begin{cases}
2+3d=2q^2, \\ q^4-3d-3=7,
\end{cases}\]消去 $d$,整理得 $q^4-2q^2-8=0$,解得 $q^2=4$.
又因为 $q>0$,所以 $q=2$,则 $d=2$.
所以数列 $\left\{a_n\right\}$ 的通项公式为 $a_n=2^{n-1},n\in \mathbb N^*$;数列 $\left\{b_n\right\}$ 的通项公式为 $b_n=2n-1,n\in \mathbb N^*$. -
设 $c_n=a_nb_n$,$n\in \mathbb N^*$,求数列 $\left\{c_n\right\}$ 的前 $n$ 项和.标注答案$\left(2n-3\right)\cdot 2^n+3,n\in \mathbb N^*$解析显然数列 $\left\{c_n\right\}$ 是一个等差数列与一个等比数列积的形式,所以考虑用错位相减法求其前 $n$ 项和.由(1)有 $c_n=\left(2n-1\right)\cdot 2^{n-1}$.
可用错位相减法来求 $\left\{c_n\right\}$ 的前 $n$ 项和.
设 $\left\{c_n\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n$,
则\[\begin{split}&S_n=1\times 2^0+3\times 2^1+\cdots+\left(2n-1\right)\times 2^{n-1}\\&2S_n=1\times 2^1+3\times 2^2+\cdots+\left(2n-1\right)\times 2^{n},\end{split}\]上述两式相减,得\[\begin{split}-S_n&=1+2^2+2^3+\cdots +2^n-\left(2n-1\right)\times 2^{n}\\&\overset{\left[a\right]}=2^{n+1}-3-\left(2n-1\right)\cdot 2^n\\&=-\left(2n-3\right)\cdot 2^n-3,\end{split}\](推导中用到[a])
所以,$S_n=\left(2n-3\right)\cdot 2^n+3,n\in \mathbb N^*$.
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