题目详情 - Q20260202141530330
题干
记$S_n$为数列$\{a_n\}$的前$n$项和,已知$a_2=1,2S_n=na_n$.
(1)求$\{a_n\}$的通项公式;
(2)求数列$\left\{\frac{a_{n+1}}{2^n}\right\}$的前$n$项和$T_n$.
正确答案
(1)$a_n=n-1(n\in\mathbb{N}_+)$;(2)$T_n=2-(2+n)\cdot\left(\frac{1}{2}\right)^n$
解析
(1)$2S_n=na_n$①,
当$n\ge2$时,$2S_{n-1}=(n-1)a_{n-1}$②,
由①-②得,$2a_n=na_n-(n-1)a_{n-1}$,
即$(n-1)a_{n-1}=(n-2)a_n$.
当$n=2$时,$a_1=0$;
当$n\ge3$时,$\frac{a_{n-1}}{n-2}=\frac{a_n}{n-1}$.
∴当$n\ge2$时,$\left\{\frac{a_n}{n-1}\right\}$为常数列,
∴$\frac{a_n}{n-1}=\frac{a_2}{1}=1$,∴$a_n=n-1(n\ge2)$.
由$2S_n=na_n$,当$n=1$时,$2a_1=a_1,a_1=0=1-1$.
∴$a_n=n-1(n\in\mathbb{N}_+)$.
(2)由(1)知,$\frac{a_{n+1}}{2^n}=n\cdot\left(\frac{1}{2}\right)^n$
$T_n=1\times\left(\frac{1}{2}\right)^1+2\times\left(\frac{1}{2}\right)^2+3\times\left(\frac{1}{2}\right)^3+\cdots+n\cdot\left(\frac{1}{2}\right)^n$③,
$\frac{1}{2}T_n=1\times\left(\frac{1}{2}\right)^2+2\times\left(\frac{1}{2}\right)^3+\cdots+(n-1)\cdot\left(\frac{1}{2}\right)^n+n\cdot\left(\frac{1}{2}\right)^{n+1}$④,
由③-④得$\frac{1}{2}T_n=\frac{\frac{1}{2}\left[1-\left(\frac{1}{2}\right)^n\right]}{1-\frac{1}{2}}-n\cdot\left(\frac{1}{2}\right)^{n+1}$,
$\therefore\ T_n=2-(2+n)\cdot\left(\frac{1}{2}\right)^n$.
审核状态: 合格
S09_001_002