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已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+2n.证明数列{an2n}是等差数列,并求出数列{an}的通项公式an;求等差数列{bn

题文

已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+2n(n∈N*).
(1)证明数列{an2n}是等差数列,并求出数列{an}的通项公式an;
(2)求等差数列{bn}(n∈N*),使b1Cn0+b2Cn1+b3Cn2+…+bn+1Cnn=an+1对n∈N*都成立;
(3)令cn=nbn(n∈N*),是否存在正常数M,使c1a1+c2a2+c3a3+…+cnan<M对n∈N*恒成立,并证明你的结论. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)∵a1=1,an+1=2an+2n(n∈N*),∴an+12n+1=an2n+12,an+12n+1-an2n=12.…(3分)
∴数列{an2n}是以a12为首项,公差为12的等差数列,且an2n=a12+12(n-1).…(5分)
∴an=n•2n-1(n∈N*).…(6分)
(2)设等差数列{bn}的首项为b1,公差为d,则bn=b1+(n-1)d(n∈N*).…(7分)
考察等差数列,易知:b1+bn+1=b2+bn=b3+bn-1=…=bn+1+b1
又 b1Cn0+b2Cn1+b3Cn2+…+bn+1Cnn=an+1,利用加法交换律把此等式变为bn+1Cnn+bnCnn-1+bn-1Cnn-2+…+b1Cn0=an+1
两式相加,利用组合数的性质Cnm=Cnn-m化简,得(b1+bn+1)(Cn0+Cn1+…+Cnn)=2an+1,即b1+bn+1=2n+2.…(10分)
再分别令n=1,n=2,得b1+b2=4b1+b3=6,进一步可得b1=1d=2.…(11分)
因此,满足题设的等差数列{bn}的通项公式为bn=2n-1(n∈N*).…(12分)
(3)结论:
存在正常数M(只要M>6即可)使得c1a1+c2a2+c3a3+…+cnan<M对n∈N*恒成立.(13分)
证明 由(2)知,bn=2n-1,于是,cn=n(2n-1),cnan=n(2n-1)n•2n-1=2n-12n-1.…(14分)
记A=c1a1+c2a2+…+cnan,则A=120+321+522+…+2n-32n-2+2n-12n-1,12A=121+322+523+…+2n-32n-1+2n-12n.此两式相差,得12A=120+221+222+223+…+22n-1-2n-12n.进一步有A=6-12n-3-2n-12n-1<6.…(18分)
所以,当且仅当正常数M>6时,c1a1+c2a2+c3a3+…+cnan<M对n∈N*恒成立.

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解析

an+12n+1

考点

据考高分专家说,试题“已知数列{an}满足a1=1,an+1=.....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性

函数的奇偶性定义:

偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。 
 
函数的周期性

(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。

奇函数与偶函数性质:

(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。

注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

2、函数的周期性    令a , b 均不为零,若: 
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| 
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| 
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+2n.证明数列{an2n}是等差数列,并求出数列{an}的通项公式an;求等差数列{bn
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+2n.证明数列{an2n}是等差数列,并求出数列{an}的通项公式an;求等差数列{bn
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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