已知數(shù)列{an}、{bn}中,對任何正整數(shù)n都有:a1bn+a2bn-1+a3bn-2+…+an-1b2+anb1=2n+1-n-2.
(1)若數(shù)列{an}是首項(xiàng)和公差都是1的等差數(shù)列,求證:數(shù)列{bn}是等比數(shù)列;
(2)若數(shù)列{bn}是等比數(shù)列,數(shù)列{an}是否是等差數(shù)列,若是請求出通項(xiàng)公式,若不是請說明理由;
分析:(1)根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)求得數(shù)列{a
n}的通項(xiàng)公式,代入a
1b
n+a
2b
n-1+a
3b
n-2+…+a
n-1b
2+a
nb
1=2
n+1-n-2中,利用錯位相減法求得b
n=2
n-1,進(jìn)而推斷數(shù)列{b
n}是首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列.
(2)設(shè)等比數(shù)列{b
n}的首項(xiàng)為b,公比為q,代入a
1b
n+a
2b
n-1+a
3b
n-2+…+a
n-1b
2+a
nb
1=2
n+1-n-2中進(jìn)而求得bq
n-2a
1+bq
n-3a
2+bq
n-4a
3++ba
n-1=2
n-n-1,整理得(2
n-n-1)q+ba
n=2
n+1-n-2,進(jìn)而求得a
n的表達(dá)式,要使a
n+1-a
n是與n無關(guān)的常數(shù),必需q=2,進(jìn)而得出結(jié)論當(dāng)?shù)缺葦?shù)列{b
n}的公比q=2時,數(shù)列{a
n}是等差數(shù)列,其通項(xiàng)公式是
an=;當(dāng)?shù)缺葦?shù)列{b
n}的公比不是2時,數(shù)列{a
n}不是等差數(shù)列.
解答:解:(1)依題意數(shù)列{a
n}的通項(xiàng)公式是a
n=n,
故等式即為b
n+2b
n-1+3b
n-2++(n-1)b
2+nb
1=2
n+1-n-2,b
n-1+2b
n-2+3b
n-3++(n-2)b
2+(n-1)b
1=2
n-n-1(n≥2),
兩式相減可得b
n+b
n-1++b
2+b
1=2
n-
得b
n=2
n-1,數(shù)列{b
n}是首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列.
(2)設(shè)等比數(shù)列{b
n}的首項(xiàng)為b,公比為q,則b
n=bq
n-1,從而有:bq
n-1a
1+bq
n-2a
2+bq
n-3a
3++bqa
n-1+ba
n=2
n+1-n-2,
又bq
n-2a
1+bq
n-3a
2+bq
n-4a
3++ba
n-1=2
n-n-1(n≥2),
故(2
n-n-1)q+ba
n=2
n+1-n-2
an=×2n+×n+,
要使a
n+1-a
n是與n無關(guān)的常數(shù),必需q=2,
即①當(dāng)?shù)缺葦?shù)列{b
n}的公比q=2時,數(shù)列{a
n}是等差數(shù)列,其通項(xiàng)公式是
an=;
②當(dāng)?shù)缺葦?shù)列{b
n}的公比不是2時,數(shù)列{a
n}不是等差數(shù)列.
點(diǎn)評:本題主要考查了等差數(shù)列的性質(zhì),考查了學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力.