试题与答案

已知数列{an}满足条件(n-1)an+1=(n+1)(an-1),a2=6,令

题型:解答题

题目:

已知数列{an}满足条件(n-1)an+1=(n+1)(an-1),a2=6,令bn=an+n(n∈N*
(Ⅰ)写出数列{bn}的前四项;
(Ⅱ)求数列{bn}的通项公式,并给出证明;
(Ⅲ)是否存在非零常数p,q,使得数列{
an
pn+q
}
成等差数列?若存在,求出p,q满足的关系式;若不存在,说明理由.

答案:

(Ⅰ)在∵(n-1)an+1=(n+1)(an-1),中,

由∴a1=1,a3=15.a4=28;

∴b1=2,b2=8,b3=18,b4=32

(Ⅱ)由(1)知b1=2×12,b2=2×22,b3=2×32,b4=2×42

.由此猜测bn=2n2

下面用数学归纳法证明:

①当n=1时猜想显然成立;

②假设n=k(k≥2)猜想成立,即bk=2k2,则有ak=2k2-k,

根据题意,得(k-1)ak+1=(k+1)(ak-1)=(k+1)(2k2-k-1),解出ak+1=(k+1)(2k+1),

于是bk+1=ak+1+k+1=(k+1)(2k+1)+(k+1)=2(k+1)2

,即当n=k+1时猜想也成立.

综合①②得对于所有n∈N*都有bn=2n2

(Ⅲ)由(Ⅱ)知,an=2n2-n,

假设存在非零常数p,q,使得数列{

an
pn+q
}成等差数列,设其公差为d,

令cn=

an
pn+q
=
2n2-n
pn+q
,则有cn=c1+(n-1)d=dn+c1-d,

从而

2n2-n
pn+q
=dn+c1-d,

化简得:2n2-n=dpn2+[dq+p(c1-d)]n+q(c1-d).

所以有

dp=2
dq+p(c1-d)=-1
q(c1-d)=0

∵q≠0

∴c1=d∴dq=-1

p
q
=-2

故存在满足关系p=-2q的非零常数p,q,使得数列{

an
pn+q
}成等差数列

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