Question

4．已知函數(shù)f（x）=sin（ωx+$\frac{π}{4}$）（ω＞0）的最小正周期為8，將其正數(shù)零點(diǎn)從小到大依次構(gòu)成數(shù)列{a_n}（n∈N^*）．（1）求數(shù)列{a_n}的通項(xiàng)公式；
（2）設(shè)數(shù)列{b_n}滿足b_n=a_n•2${\;}^{\frac{1}{4}（{a}_{n}+1）}$，求數(shù)列{b_n}的前n項(xiàng)和S_n=b₁+b₂+b₃+…+b_n．

Answer 1

分析 （1）函數(shù)f（x）=sin（ωx+$\frac{π}{4}$）（ω＞0）的最小正周期為8，可得$\frac{2π}{ω}$=8，解得ω．于是f（x）=sin（$\frac{π}{4}$x+$\frac{π}{4}$），令f（x）=0，解得$\frac{π}{4}$x+$\frac{π}{4}$=kπ，k∈Z．可得a_n=4n-1，n∈N^*．
（2）b_n=a_n•2${\;}^{\frac{1}{4}（{a}_{n}+1）}$=（4n-1）•2ⁿ．再利用“錯(cuò)位相減法”與等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式即可得出．

解答 解：（1）函數(shù)f（x）=sin（ωx+$\frac{π}{4}$）（ω＞0）的最小正周期為8，
∴$\frac{2π}{ω}$=8，解得ω=$\frac{π}{4}$．
∴f（x）=sin（$\frac{π}{4}$x+$\frac{π}{4}$），
令f（x）=0，解得$\frac{π}{4}$x+$\frac{π}{4}$=kπ，k∈Z．
解得x=4k-1，取k∈N^*．
則a_n=4n-1，n∈N^*．
（2）b_n=a_n•2${\;}^{\frac{1}{4}（{a}_{n}+1）}$=（4n-1）•2ⁿ．
則數(shù)列{b_n}的前n項(xiàng)和S_n=b₁+b₂+b₃+…+b_n=3×2+7•2²+11×2³+…+（4n-1）•2ⁿ．
2S_n=3×2²+7×2³+…+（4n-5）•2ⁿ+（4n-1）•2ⁿ⁺¹，
∴-S_n=3×2+4（2²+2³+…+2ⁿ）-（4n-1）•2ⁿ⁺¹=$4×\frac{{2}^{n}-1}{2-1}$+2-（4n-1）•2ⁿ⁺¹=（3-4n）•2ⁿ⁺¹-2．
∴S_n=（4n-3）•2ⁿ⁺¹+2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式性質(zhì)及其前n項(xiàng)和公式、“錯(cuò)位相減法”，考查了推理能力與計(jì)算能力，屬于中檔題．