字典翻译 问答 小学 数学 数列a(n)满足a(n)=2a(n-1)+2^n-1,a(4)=81,(1)数列的前3项(2)求数列啊a(n)的前n项和S(n)注:a(n)中(n)表是n是a的下标,2^n表是2的n次方,a(4)表是,数列a(n)的第四项.
问题标题:
数列a(n)满足a(n)=2a(n-1)+2^n-1,a(4)=81,(1)数列的前3项(2)求数列啊a(n)的前n项和S(n)注:a(n)中(n)表是n是a的下标,2^n表是2的n次方,a(4)表是,数列a(n)的第四项.
问题描述:

数列a(n)满足a(n)=2a(n-1)+2^n-1,a(4)=81,(1)数列的前3项(2)求数列啊a(n)的前n项和S(n)

注:a(n)中(n)表是n是a的下标,2^n表是2的n次方,a(4)表是,数列a(n)的第四项.

方怡冰回答:
  对于第一步,实际上就相当于一元一次方程.   a(4)=2a(3)+2^4-1解出a(3)=33   余此类推a(2)=13,a(1)=5   对于第二步,可对递推公式a(n)=2a(n-1)+2^n-1逐层削减,把a(n-1)换成a(n-2),再把a(n-2)换成a(n-3),……,最后一直到a(1).具体过程如下:   a(n)=2a(n-1)+2^n-1   =2[2a(n-2)+2^(n-1)-1]+2^n-1   =2^2a(n-2)+(2^n-2)+(2^n-1)   =2^2[2a(n-3)+2^(n-2)-1]+(2^n-2)+(2^n-1)   =2^3a(n-3)+(2^n-2^2)+(2^n-2)+(2^n-1)   =2^3[2a(n-4)+2^(n-3)-1]+(2^n-2^2)+(2^n-2)+(2^n-1)   =2^4a(n-4)+(2^n-2^3)+(2^n-2^2)+(2^n-2)+(2^n-1)   …………   由于1=n-(n-1),所以可用n-1、n-2替换上式中的4、3   上面式子最后削减到a1时的表达式为   a(n)=   2^(n-1)*a(1)+[2^n-2^(n-2)]+[2^n-2^(n-3)]+……+(2^n-2^2)+(2^n-2)+(2^n-1)   =2^(n-1)*a(1)+(n-1)*2^n-[2^0+2^1+2^2+……+2^(n-2)]   =2^(n-1)*a(1)+(n-1)*2^n-[2^(n-1)-1]   =2^(n-1)*5+(2n-3)*2^(n-1)+1   =(n+1)*2^n+1   此即数列的同项公式(其中*代表乘号)   以n=1、2、3、4代入验证,与前面求出的5、13、33、81一致.   尽管通项公式求出,但求S(n)还不是显而易见的.下面求S(n).   重新回答题中给出的a(n)=2a(n-1)+2^n-1   可转化为a(n)-a(n-1)=a(n-1)+2^n-1   因此   a(2)-a(1)=a(1)+2^2-1   a(3)-a(2)=a(2)+2^3-1   a(4)-a(3)=a(3)+2^4-1   ……   a(n)-a(n-1)=a(n-1)+2^n-1   上面各等式相加.得到   a(n)-a(1)=[a(1)+a(2)+a(3)+……+a(n-1)]+[2^2+2^3+……+2^n]-(n-1)*1   =S(n-1)+4*[2^(n-1)-1]-(n-1)   =S(n-1)+2^(n+1)-n-3   将a(n)的表达式代入其中,得到前n-1项的和   S(n-1)=(n+1)*2^n+1-5-2^(n+1)+n+3   =(n-1)*2^n+n-1   以n替换n-1,得到前n项和的表达式:   S(n)=n*2^(n+1)+n   以n=1、2、3、4代入验证得到   S(1)=5、S(2)=18、S(3)=51、S(4)=132,与实际结构一致.所求表达式正确!   这题好麻烦的呀.
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