Question

14．已知數(shù)列{a_n}中，a₁=3，a₂=5，其前n項和S_n滿足S_n+S_n-2=2S_n-1+2^n-1 （n≥3）；
（Ⅰ）求數(shù)列{a_n}的通項公式；
（Ⅱ）若b_n=na_n，求數(shù)列{b_n}的前n項和T_n．

Answer 1

分析 （Ⅰ）通過S_n+S_n-2=2S_n-1+2^n-1 （n≥3）變形可得a_n=a_n-1+2^n-1（n≥3），利用a_n=a_n-a_n-1+a_n-1-a_n-2+…+a₃-a₂+a₂計算即可；
（Ⅱ）通過b_n=n•2ⁿ+n可得T_n=（2+2×2²+3×2³+…+n•2ⁿ）+（1+2+3+…+n），令T=2+2×2²+3×2³+…+n•2ⁿ，利用錯位相減法可求出T，再計算1+2+3+…+n，
計算即可．

解答 解：（Ⅰ）∵S_n+S_n-2=2S_n-1+2^n-1 （n≥3），
∴S_n-S_n-1=S_n-1-S_n-2+2^n-1（n≥3），
即a_n=a_n-1+2^n-1（n≥3），
∴a_n=a_n-a_n-1+a_n-1-a_n-2+…+a₃-a₂+a₂
=2^n-1+2^n-2+…+2²+2+1+2
=2ⁿ+1（n≥3），
檢驗知n=1、2時，結論也成立，
∴a_n=2ⁿ+1；
（Ⅱ）∵b_n=na_n=n•2ⁿ+n，
∴T_n=b₁+b₂+b₃+…+b_n=（2+2×2²+3×2³+…+n•2ⁿ）+（1+2+3+…+n），
令T=2+2×2²+3×2³+…+n•2ⁿ，
則2T=2²+2×2³+3×2⁴+…+n•2ⁿ⁺¹，
兩式相減，得-T=2+2²+2³+…+2ⁿ-n•2ⁿ⁺¹=$\frac{2（1-{2}^{n}）}{1-2}$-n•2ⁿ⁺¹，
∴T=2（1-2ⁿ）+n•2ⁿ⁺¹=2+（n-1）•2ⁿ⁺¹，
∵1+2+3+…+n=$\frac{n（n+1）}{2}$，
∴T_n=（n-1）•2ⁿ⁺¹+$\frac{{n}^{2}+n+4}{2}$．

點評 本題考查求數(shù)列的通項、前n項和，利用錯位相減法是解決本題的關鍵，注意解題方法的積累，屬于中檔題．