Question

已知數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和S_n滿足S_n+a_n=

3

4

+

n-2

2n(n+1)(n+2)

（n∈N^*），且b_n=a_n+

1

n(n+1)(n+2)

．
（1）求證：數(shù)列{b_n}是等比數(shù)列，并通項(xiàng)公式b_n；
（2）設(shè)c_n=na_n，T_n為數(shù)列{c_n}的前n項(xiàng)和，求T_n．

Answer 1

考點(diǎn)：數(shù)列的求和,數(shù)列遞推式

專題：等差數(shù)列與等比數(shù)列

分析：（1）由已知得2a_n+1-a_n=

n(n-1)

2n(n+1)(n+2)(n+3)

-

(n-2)(n+3)

2n(n+1)(n+2)(n+3)

=-

n-3

n(n+1)(n+2)(n+3)

，從而b_n+1-2b_n=a_n+1-2a_n+

2

(n+1)(n+2)(n+3)

-

1

n(n+1)(n+2)

，進(jìn)而bn+1=

1

2

bn，由此能證明數(shù)列{b_n}是首項(xiàng)為

1

2

，公比為

1

2

的等比數(shù)列，從而b_n=

1

2n

．
（2）由an=bn-

1

n(n+1)(n+2)

=

1

2n

-

1

n(n+1)(n+2)

，得c_n=na_n=

n

2n

-

1

(n+1)(n+2)

，由此利用分組求和法、錯(cuò)位相減法、裂項(xiàng)求和法能求出數(shù)列{c_n}的前n項(xiàng)和．

解答： （1）證明：∵數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和S_n滿足S_n+a_n=

3

4

+

n-2

2n(n+1)(n+2)

，
∴Sn+1+an+1=

3

4

+

n-1

2(n+1)(n+2)(n+3)

，
兩式作差得2a_n+1-a_n=

n(n-1)

2n(n+1)(n+2)(n+3)

-

(n-2)(n+3)

2n(n+1)(n+2)(n+3)

=

-2n+6

2n(n+1)(n+2)(n+3)

=-

n-3

n(n+1)(n+2)(n+3)

，（3分）
又b_n=an+

1

n(n+1)(n+2)

，則bn+1=an+1+

1

(n+1)(n+2)(n+3)

，
∴b_n+1-2b_n=a_n+1-2a_n+

2

(n+1)(n+2)(n+3)

-

1

n(n+1)(n+2)

，
整理得bn+1=

1

2

bn，
又b1=a1+

1

6

=

1

3

+

1

6

=

1

2

，
故數(shù)列{b_n}是首項(xiàng)為

1

2

，公比為

1

2

的等比數(shù)列，
∴b_n=

1

2n

．（6分）
（2）解：由（1）可得an=bn-

1

n(n+1)(n+2)

=

1

2n

-

1

n(n+1)(n+2)

，
∴c_n=na_n=

n

2n

-

1

(n+1)(n+2)

，（7分）
故T_n=(

1

2

+

2

4

+

3

8

+…+

n

2n

)-[

1

2×3

+

1

3×4

+…+

1

(n+1)(n+2)

]，
設(shè)F_n=

1

2

+

2

4

+

3

8

+…+

n

2n

，
則

1

2

Fn=

1

4

+

2

8

+

3

16

+…+

n

2n+1

，
作差得

1

2

Fn=

1

2

+

1

4

+

1

8

+…+

1

2n

-

n

2n+1

，
∴F_n=2-

n+2

2n

．（9分）
設(shè)G_n=

1

2×3

+

1

3×4

+…+

1

(n+1)(n+2)

，
則G_n=

1

2

-

1

3

+

1

3

-

1

4

+…+

1

n+1

-

1

n+2

=

1

2

-

1

n+2

，（11分）
故T_n=2-

n+2

2n

-（

1

2

-

1

n+2

）=

3

2

-

n+2

2n

+

1

n+2

．（12）

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查數(shù)列的通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式的求法，考查等差數(shù)列、等比數(shù)列等基礎(chǔ)知識(shí)，考查抽象概括能力，推理論證能力，運(yùn)算求解能力，考查化歸與轉(zhuǎn)化思想、函數(shù)與方程思想，解題時(shí)要注意分組求和法、錯(cuò)位相減法、裂項(xiàng)求和法的合理運(yùn)用．