Question

對于給定數(shù)列{c_n}，如果存在實常數(shù)p，q使得c_n+1=pc_n+q對于任意n∈N^*都成立，我們稱數(shù)列{c_n}是“T數(shù)列”．
（Ⅰ）若a_n=2n，b_n=3•2ⁿ，n∈N^*，數(shù)列{a_n}、{b_n}是否為“T數(shù)列”？若是，指出它對應(yīng)的實常數(shù)p，q，若不是，請說明理由；
（Ⅱ）證明：若數(shù)列{a_n}是“T數(shù)列”，則數(shù)列{a_n+a_n+1}也是“T數(shù)列”；
（Ⅲ）若數(shù)列{a_n}滿足a₁=2，a_n+a_n+1=3t•2ⁿ（n∈N^*），t為常數(shù)．求數(shù)列{a_n}前2013項的和．

Answer 1

【答案】分析：（I）根據(jù)“T數(shù)列”的定義加以驗證，可得{a_n}是“T數(shù)列”，對應(yīng)的實常數(shù)分別為1和2；數(shù)列{b_n}也是“T數(shù)列”，對應(yīng)的實常數(shù)分別為2和0；
（II）若數(shù)列{a_n}是“T數(shù)列”，則存在實常數(shù)p、q，滿足a_n+1=pa_n+q、a_n+2=pa_n+1+q對于任意n∈N^*都成立，兩式對應(yīng)相加即可證出數(shù)列{a_n+a_n+1}也是“T數(shù)列”，對應(yīng)的實常數(shù)分別為p、2q；
（III）根據(jù)等式a_n+a_n+1=3t•2ⁿ（n∈N^*），分別取n=2、4、…、2012，得到1006個等式．而S₂₀₁₃=a₁+（a₂+a₃）+（a₄+a₅）+…+（a₂₀₁₀+a₂₀₁₁）+（a₂₀₁₂+a₂₀₁₃），將a₁=2和前面1006個等式代入，結(jié)合等比數(shù)列求和公式即可算出數(shù)列{a_n}前2013項的和的表達式．
解答：解：（Ⅰ）因為a_n=2n，則有a_n+1=2n+2=1×a_n+2（n∈N^*），
所以數(shù)列{a_n}是“T數(shù)列”，對應(yīng)的實常數(shù)分別為1和2．
因為b_n=3•2ⁿ，則有b_n+1=3•2ⁿ⁺¹=2×3•2ⁿ⁺¹=2b_n （n∈N^*），
所以數(shù)列{b_n}是“T數(shù)列”，對應(yīng)的實常數(shù)分別為2和0---（4分）
（Ⅱ）若數(shù)列{a_n}是“T數(shù)列”，則存在實常數(shù)p、q，
使得a_n+1=pa_n+q對于任意n∈N^*都成立，且有a_n+2=pa_n+1+q對于任意n∈N^*都成立，
因此（a_n+1+a_n+2）=p（a_n+a_n+1）+2q對于任意n∈N^*都成立，故數(shù)列{a_n+a_n+1}也是“T數(shù)列”．
對應(yīng)的實常數(shù)分別為p、2q．---------------------（8分）
（Ⅲ）因為 a_n+a_n+1=3t•2ⁿ（n∈N^*），
則有a₂+a₃=3t•2²，a₄+a₅=3t•2³，…，a₂₀₁₀+a₂₀₁₁=3t•2²⁰¹⁰，a₂₀₁₂+a₂₀₁₃=3t•2²⁰¹²．
故數(shù)列{a_n}的前2013項的和
S₂₀₁₃=a₁+（a₂+a₃）+（a₄+a₅）+…+（a₂₀₁₀+a₂₀₁₁）+（a₂₀₁₂+a₂₀₁₃）
=2+3t•2²+3t•2⁴+…+3t•2²⁰¹⁰+3t•2²⁰¹²=2+3t•=2+t（2²⁰¹⁴-4）．---------（13分）
點評：本題給出“T數(shù)列”，要我們驗證兩個數(shù)列是否為“T數(shù)列”，并根據(jù)題意求數(shù)列{a_n}的前2013項的和．著重考查了數(shù)列的遞推公式和等比數(shù)列前n項和的公式等知識，考查了轉(zhuǎn)化化歸與函數(shù)方程的思想，屬于中檔題．