Question

6．已知數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和S_n滿足S_n+1=S_n+$\frac{n+1}{3n}$•a_n（n∈N^*），且a₁=1．
（Ⅰ）證明：數(shù)列{$\frac{{a}_{n}}{n}$}是等比數(shù)列；
（Ⅱ）求數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和S_n．

Answer 1

分析 （Ⅰ）由S_n+1=S_n+$\frac{n+1}{3n}$•a_n，可得∴$\frac{{a}_{n+1}}{n+1}$=$\frac{1}{3}$•$\frac{{a}_{n}}{n}$，故數(shù)列{$\frac{{a}_{n}}{n}$}是以1為首項(xiàng)，以$\frac{1}{3}$為公比的等比數(shù)列，
（Ⅱ）先求出a_n=n•（$\frac{1}{3}$）^n-1，再利用“錯(cuò)位相減法”與等比數(shù)列的求和公式即可得出．

解答 解：（Ⅰ）證明：根據(jù)題意可得，S_n+1-S_n=$\frac{n+1}{3n}$•a_n，
∴a_n+1=$\frac{n+1}{3n}$•a_n，
∴$\frac{{a}_{n+1}}{n+1}$=$\frac{1}{3}$•$\frac{{a}_{n}}{n}$，
∵a₁=1，
∴數(shù)列{$\frac{{a}_{n}}{n}$}是以1為首項(xiàng)，以$\frac{1}{3}$為公比的等比數(shù)列，
（Ⅱ）由（Ⅰ）可得$\frac{{a}_{n}}{n}$=（$\frac{1}{3}$）^n-1，
∴a_n=n•（$\frac{1}{3}$）^n-1，
∴S_n=1×（$\frac{1}{3}$）⁰+2×（$\frac{1}{3}$）¹+3×（$\frac{1}{3}$）²+…+n•（$\frac{1}{3}$）^n-1，
∴$\frac{1}{3}$S_n=1×（$\frac{1}{3}$）¹+2×（$\frac{1}{3}$）²+3×（$\frac{1}{3}$）³+…+n•（$\frac{1}{3}$）ⁿ，
∴$\frac{2}{3}$S_n=1+（$\frac{1}{3}$）¹+（$\frac{1}{3}$）²+（$\frac{1}{3}$）³+…+（$\frac{1}{3}$）^n-1-n•（$\frac{1}{3}$）ⁿ=$\frac{1-\frac{1}{{3}^{n}}}{1-\frac{1}{3}}$-n•（$\frac{1}{3}$）ⁿ=$\frac{3}{2}$-（$\frac{3}{2}$+n）•（$\frac{1}{3}$）ⁿ，
∴S_n=$\frac{9}{4}$-（$\frac{9}{4}$+$\frac{3n}{2}$）•（$\frac{1}{3}$）ⁿ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與求和公式、數(shù)列遞推關(guān)系，考查了推理能力與計(jì)算能力，屬于中檔題．