Question

17．已知數列{a_n}是遞增的等比數列，且a₁+a₄=9，a₂a₃=8．
（1）求數列{a_n}的通項公式；
（2）若數列{b_n}滿足$\frac{{a}_{1}}{_{1}}$+$\frac{{a}_{2}}{_{2}}$+…+$\frac{{a}_{n}}{_{n}}$=（n²+n+2）•2ⁿ（n∈N^*），求數列{b_n}的前n項和．

Answer 1

分析 （1）設等比數列{a_n}的公比為q，由a₁+a₄=9，a₂a₃=8．可得$\left\{\begin{array}{l}{{a}_{1}（1+{q}^{3}）=9}\\{{a}_{1}^{2}{q}^{3}=8}\end{array}\right.$，解得并利用數列{a_n}是遞增的等比數列即可得出；
（2）由數列{b_n}滿足$\frac{{a}_{1}}{_{1}}$+$\frac{{a}_{2}}{_{2}}$+…+$\frac{{a}_{n}}{_{n}}$=（n²+n+2）•2ⁿ（n∈N^*），利用遞推關系可得：$\frac{{a}_{n}}{_{n}}$=$\frac{{2}^{n-1}}{_{n}}$=（n²+n+2）•2ⁿ-[（n-1）²+（n-1）+2]•2^n-1，化為：b_n=$\frac{1}{{n}^{2}+3n+2}$．可得b_n=$\left\{\begin{array}{l}{\frac{1}{8}，n=1}\\{\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+2}，n≥2}\end{array}\right.$．再利用“裂項求和”即可得出．

解答 解：（1）設等比數列{a_n}的公比為q，∵a₁+a₄=9，a₂a₃=8．
∴$\left\{\begin{array}{l}{{a}_{1}（1+{q}^{3}）=9}\\{{a}_{1}^{2}{q}^{3}=8}\end{array}\right.$，解得a₁=1，q=2；或a₁=8，q=$\frac{1}{2}$．
∵數列{a_n}是遞增的等比數列，∴a₁=8，q=$\frac{1}{2}$舍去．
∴a₁=1，q=2；
∴a_n=2^n-1．
（2）∵數列{b_n}滿足$\frac{{a}_{1}}{_{1}}$+$\frac{{a}_{2}}{_{2}}$+…+$\frac{{a}_{n}}{_{n}}$=（n²+n+2）•2ⁿ（n∈N^*），
∴當n≥2時，$\frac{{a}_{1}}{_{1}}$+$\frac{{a}_{2}}{_{2}}$+…+$\frac{{a}_{n-1}}{_{n-1}}$=[（n-1）²+（n-1）+2]•2^n-1，
可得$\frac{{a}_{n}}{_{n}}$=$\frac{{2}^{n-1}}{_{n}}$=（n²+n+2）•2ⁿ-[（n-1）²+（n-1）+2]•2^n-1，化為：b_n=$\frac{1}{{n}^{2}+3n+2}$．
當n=1時，$\frac{{a}_{1}}{_{1}}$=8，∴b₁=$\frac{1}{8}$．
∴b_n=$\left\{\begin{array}{l}{\frac{1}{8}，n=1}\\{\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+2}，n≥2}\end{array}\right.$．
∴當n≥2時，數列{b_n}的前n項和S_n=$\frac{1}{8}$+$（\frac{1}{3}-\frac{1}{4}）$+$（\frac{1}{4}-\frac{1}{5}）$+…+$（\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+2}）$=$\frac{11}{24}$-$\frac{1}{n+2}$．
當n=1時也成立，
∴數列{b_n}的前n項和S_n=$\frac{11}{24}$-$\frac{1}{n+2}$．

點評 本題考查了等比數列的通項公式及其單調性、遞推關系的應用、“裂項求和”方法，考查了推理能力與計算能力，屬于中檔題．