Question

（本小題滿分16分）已知數(shù)列{a_n}滿足a₁＝0，a₂＝2，且對任意m、n∈N^*都有

（1）求a₃，a₅；
（2）設(n∈N^*)，證明：數(shù)列{b_n}是等差數(shù)列；
（3）設c_n＝q^n－1(q≠0，n∈N^*)，求數(shù)列{c_n}的前n項和S_n.

Answer 1

，6，20，S_n＝

解：(1)由題意，零m＝2,n－1,可得a₃＝2a₂－a₁＋2＝6
再令m＝3,n＝1，可得a₅＝2a₃－a₁＋8＝20………………………………4分
(2)當n∈N^*時，由已知(以n＋2代替m)可得     
a_2n＋3＋a_2n－1＝2a_2n＋1＋8
于是[a_2(n＋1)＋1－a_2(n＋1)－1]－(a_2n＋1－a_2n－1)＝8
即 b_n＋1－b_n＝8
所以{b_n}是公差為8的等差數(shù)列………………………………………………8分
(3)由(1)(2)解答可知{b_n}是首項為b₁＝a₃－a₁＝6,公差為8的等差數(shù)列
則b_n＝8n－2，即a_2n+=1－a_2n－1＝8n－2………………………………………10分
于是c_n＝2nq^n－1.
當q＝1時，S_n＝2＋4＋6＋……＋2n＝n(n＋1)
當q≠1時，S_n＝2·q⁰＋4·q¹＋6·q²＋……＋2n·q^n－1.
兩邊同乘以q，可得
qS_n＝2·q¹＋4·q²＋6·q³＋……＋2n·qⁿ.
上述兩式相減得
(1－q)S_n＝2(1＋q＋q²＋……＋q^n－1)－2nqⁿ
＝2·－2nqⁿ
＝2·
所以S_n＝2·
綜上所述，S_n＝…………………………16分