已知數列{an}、{bn}中,對任何正整數n都有:a1bn+a2bn-1+a3bn-2+…+an-1b2+anb1=2n+1-n-2.
(1)若數列{an}是首項和公差都是1的等差數列,求證:數列{bn}是等比數列;
(2)若數列{bn}是等比數列,數列{an}是否是等差數列,若是請求出通項公式,若不是請說明理由;
分析:(1)根據等差數列的性質求得數列{a
n}的通項公式,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,進而推斷數列{b
n}是首項為1,公比為2的等比數列.
(2)設等比數列{b
n}的首項為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,進而求得a
n的表達式,要使a
n+1-a
n是與n無關的常數,必需q=2,進而得出結論當等比數列{b
n}的公比q=2時,數列{a
n}是等差數列,其通項公式是
an=;當等比數列{b
n}的公比不是2時,數列{a
n}不是等差數列.
解答:解:(1)依題意數列{a
n}的通項公式是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,數列{b
n}是首項為1,公比為2的等比數列.
(2)設等比數列{b
n}的首項為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無關的常數,必需q=2,
即①當等比數列{b
n}的公比q=2時,數列{a
n}是等差數列,其通項公式是
an=;
②當等比數列{b
n}的公比不是2時,數列{a
n}不是等差數列.
點評:本題主要考查了等差數列的性質,考查了學生綜合分析問題和解決問題的能力.