已知函数f(x)满足f(x+1)=3f(x)+2,若a1=1,an=f(n).(1)设Cn=an+1,证明:{Cn}是等比数列;(2)设Sn是数列{an}的前n
题型: 解答题 难度: 一般
已知函数f(x)满足f(x+1)=3f(x)+2,若a1=1,an=f(n).
(1)设Cn=an+1,证明:{Cn}是等比数列;
(2)设Sn是数列{an}的前n项和,求Sn.
答案
(1)∵f(x+1)=3f(x)+2,an=f(n),
∴
| cn+1 |
| cn |
| an+1+1 |
| an+1 |
| 3an+3 |
| an+1 |
又a1=1,于是c1=a1+1=2,
∴数列{Cn}是以2为首项,3为公比的等比数列;
(2)由(1)知,cn=2?3n-1,而Cn=an+1,
∴an=2?3n-1-1,
∴Sn=a1+a2+…+an
=2(1+3+32+…+3n-1)-n
=2×
| 1-3n |
| 1-3 |
=3n-n-1.
Q:本题的题型是什么?
A:解答题。
Q:本题的难度如何?
A:一般。
Q:已知函数\(f(x)\)满足什么条件?
A:\(f(x + 1) = 3f(x) + 2\),且\(a_1 = 1\),\(a_n = f(n)\)。
Q:要证明什么?
A:证明\(\{C_n\}\)是等比数列,其中\(C_n = a_n + 1\)。
Q:如何证明\(\{C_n\}\)是等比数列?
A:通过计算\(\frac{C_{n + 1}}{C_n} = \frac{a_{n + 1} + 1}{a_n + 1} = \frac{3a_n + 3}{a_n + 1} = 3\),且\(C_1 = a_1 + 1 = 2\),所以数列\(\{C_n\}\)是以\(2\)为首项,\(3\)为公比的等比数列。
Q:\(C_n\)的通项公式是什么?
A:\(C_n = 2\cdot3^{n - 1}\)。
Q:\(a_n\)的表达式是什么?
A:\(a_n = 2\cdot3^{n - 1} - 1\)。
Q:数列\(\{a_n\}\)的前\(n\)项和\(S_n\)怎么求?
A:\(S_n = a_1 + a_2 + \cdots + a_n = 2(1 + 3 + 3^2 + \cdots + 3^{n - 1}) - n = 2\times\frac{1 - 3^n}{1 - 3} - n = 3^n - n - 1\)。
Q:求\(S_n\)时用到了什么公式?
A:等比数列求和公式\(S = \frac{a_1(1 - q^n)}{1 - q}\)(这里\(a_1 = 1\),\(q = 3\))。
Q:\(a_1\)的值是多少?
A:\(a_1 = 1\)。
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