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2012 年河北预赛(高二卷) · 第 11 题
F2解答题数列综合
设数列 {an} 的前 n 项和为 Sn,且满足 S2=3,2Sn=n+nan(n∈N∗)。
- (1)
- (2)
求数列
cn={an+1,3×2an−1+1,n 为奇数,n 为偶数
的前 2n 项和 T2n。
作答
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
解析
思路
部分和条件作差,但在会使系数为零的起始下标保留额外初值。
解答
n=1 给 a1=1,再由 S2=3 得 a2=2。对 n≥3,相邻两个部分和式相减得 (n−2)an=(n−1)an−1−1,亦即 (n−2)(an−1)=(n−1)(an−1−1)。从 a2=2 归纳得 an=n。于是 c2j−1=2j,c2j=3⋅22j−1+1=6⋅4j−1+1。按奇偶配对求和,T2n=∑j=1n(2j+1)+6∑j=1n4j−1,所以 T2n=2⋅4n+n2+2n−2。
复核
n=2 时原部分和方程不能单独决定 a2,必须使用 S2=3。代 n=1 到最终和式得 9=c1+c2。
方法总结
相邻作差会丢失起始约束,零系数下标须单独接回。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
部分和关系相邻作差后首个系数退化,须用额外初始和确定第二项;后续奇偶分组是等差与等比的常规有限求和。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:裂项相消、奇偶配对与交错和
专题卡:含此前所有项:改用部分和作状态