实数列 $a_0,a_1,a_2,a_3,\cdots$,由下述等式定义 ${a_{n + 1}} = {2^n} - 3{a_n}$,$n=0,1,2,\cdots$.
【难度】
【出处】
无
【标注】
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若 $a_0$ 为常数,求 $a_1$,$a_2$,$a_3$ 的值;标注答案${a_1} = 1 - 3{a_0}$,${a_2} = - 1 + 9{a_0}$,${a_3} = 7 - 27{a_0}$解析${a_1} = 1 - 3{a_0}$,${a_2} = - 1 + 9{a_0}$,${a_3} = 7 - 27{a_0}$.
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求依赖于 $a_0$ 和 $n$ 的 $a_n$ 表达式;标注答案$a_n=a_0\cdot(-3)^n-\dfrac15[(-3)^n-2^n]$解析由题意得$$\dfrac{a_{n+1}}{(-3)^{n+1}}=\dfrac{a_n}{(-3)^n}-\dfrac13\cdot\left(-\dfrac23\right)^n,$$令 $b_n=\dfrac{a_n}{(-3)^n}$,则$$\Delta b_n=-\dfrac13\cdot\left(-\dfrac23\right)^n,b_0=a_0,$$于是$$b_n-b_0=\sum\limits_{i=0}^{n-1}{\left[-\dfrac13\left(-\dfrac23\right)^i\right]}=-\dfrac15\left[1-\left(-\dfrac23\right)^n\right],$$所以$$b_n=a_0-\dfrac15\left[1-\left(-\dfrac23\right)^n\right],$$因此$$a_n=a_0\cdot(-3)^n-\dfrac15[(-3)^n-2^n].$$
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求 $a_0$ 的值,使得对任何正整数 $n$ 总有 $a_{n+1}>a_n$ 成立.标注答案$\dfrac15$解析由题可知\[\begin{split}\Delta a_n&=a_0[(-3)^{(n+1)}-(-3)^n]-\dfrac15[(-3)^{n+1}-2^{n+1}-(-3)^n+2^n]\\&=a_0\cdot(-4)\cdot(-3)^n-\dfrac15[(-4)\cdot(-3)^n-2^n]\\&=(-4)\cdot(-3)^n\left(a_0-\dfrac15\right)+\dfrac15\cdot2^n\\ &=2^n\left[(-4)\cdot\left(-\dfrac32\right)^n\left(a_0-\dfrac15\right)+\dfrac15\right],\end{split}\]若对任意 $n\in\mathbb N^*$,$\Delta a_n>0$,则 $a_0=\dfrac15$ 是符合题意的唯一取值.
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
问题3
答案3
解析3
备注3