Question

（2010•昆明模擬）已知數列{a_n}的首項a₁=1，前n項和為S_n，且an+1=2Sn+2n+1-1，n=1，2，3，…．
（I）設bn=an+2n，n=1，2，3，…，證明數列{b_n}是等比數列；
（II）設cn=

2n	(1+3n-an)(1+3n+1-an+1)

，n=1，2，3，…，求c1+c2+…+cn．

Answer 1

分析：（1）由an+1=2Sn+2n+1-1(n≥1)，知當n≥2時，an=2Sn-1+2n-1，兩式相減得an+1=3an+2n(n≥2)，由此能夠證明數列{b_n}是等比數列．
（II）由（I）知bn=3•3n-1=3n，b1=an2n，得an=3n-2n，由此能求出c₁+c₂+…+c_n．

解答：（I）解：∵an+1=2Sn+2n+1-1(n≥1)
當n≥2時，an=2Sn-1+2n-1
兩式相減得an+1=3an+2n(n≥2)…（3分）
從而bn+1=an+1+2n+1=3an+2n+2n+1=3(an+2n)=3bn(n≥2)，
∵S2=3S1+22-1，即a₁+a₂=3a₁+3，
∴a₂=2a₁+3=5，∴b₂≠0，b_n≠0，
∴

b2

b1

=

a2+4

a1+2

=

9

3

=3，
故

bn+1

bn

=3(n=1，2，3，…)，
∴數列{b_n}是公比為3，首項為3的等比數列．…（6分）
（II）由（I）知bn=3•3n-1=3n，b1=an2n，
∴an=3n-2n，
∴cn=

2n

(1+3n-an)(1+3n+1-an+1)

=

2n

(1+2n)(1+2n+1)

．
則cn=

2n

(1+2n)(1+2n+1)

=

1

1+2n

-

1

1+2n+1

．…（10分）
c1+c2+…+cn=

1

1+21

-

1

1+22

+

1

1+22

-

1

1+23

+…+

1

1+2n

-

1

1+2n-1

=

1

3

-

1

1+2n+1

．…（12分）

點評：本題考查數列的通項公式和前n項和公式的求法，解題時要認真審題，注意迭代法和裂項求和法的合理運用．