Question

已知n是正整數(shù)，數(shù)列{a_n }的前n項和為S_n，a₁=1，數(shù)列{}的前n項和為T_n，數(shù)列{ T_n }的前n項和為P_n，S_n是na_n與a_n的等差中項•
（1）求S_n；
（2）證明：（n+1）T_n+1-nT_n-1=T_n；
（3）是否存在數(shù)列{b_n}，使Pn=（b_n+1）T_n-b_n？若存在，求出所有數(shù)列{b_n}，若不存在，請說明理由．

Answer 1

解：（1）∵S_n是na_n與a_n的等差中項，
∴2S_n=na_n+a_n，
∴2S_n+1=（n+1）a_n+1+a_n+1，
∴2S_n+1-2S_n=2a_n+1=（n+1）a_n+1+a_n+1-na_n-a_n，
化簡，得，
∴，
∴{a_n}是等差數(shù)列，
∴．
（2）證明：∵（n+1）T_n+1-nT_n-1=n（T_n+1-T_n）+T_n+1-1
=
=，
∴T_n=（n+1）T_n+1-nT_n-1．
（3）解：∵T_n=（n+1）T_n+1-nT_n-1，
∴T₁+T₂+…+T_n=[2T₂-T₁-1]+[3T₃-2T₂-1]+…+[（n+1）T_n+1-nT_n-1]
=（n+1）T_n+1-T₁-n
=（n+1）T_n-n，
∴P_n=（n+1）T_n-n
∴存在數(shù)列{b_n}，使Pn=（b_n+1）T_n-b_n，且b_n=n．
分析：（1）由題設知2S_n=na_n+a_n，2S_n+1=（n+1）a_n+1+a_n+1，所以，，由此能求出．
（2）由（n+1）T_n+1-nT_n-1=n（T_n+1-T_n）+T_n+1-1==，知T_n=（n+1）T_n+1-nT_n-1．
（3）由T_n=（n+1）T_n+1-nT_n-1，知P_n=（n+1）T_n-n，故存在數(shù)列{b_n}，使Pn=（b_n+1）T_n-b_n，且b_n=n．
點評：本題考查數(shù)列的性質和應用，解題時要認真審題，注意數(shù)列的前n項和的求法和數(shù)列的證明，解題過程中合理地進行等價轉化．