Question

設(shè)數(shù)列{a_n}的前n項(xiàng)和為S_n，滿足S_n-tS_n-1a=n（n≥2，n∈N，t為常數(shù)），且a₁=1
（Ⅰ）當(dāng)t=2時(shí)，求a₂和a₃；
（Ⅱ）若{a_n+1}是等比數(shù)列，求t的值；
（Ⅲ）求S₁．

Answer 1

分析：（I）問思路明確，只需利用已知條件表達(dá)出S₁，S₂，S₃ 即可求得a₂和a₃；
（II）問中通過寫出兩個(gè)關(guān)系式，再相減易得a_n-ta_n-1=1，這個(gè)遞推式明顯是一個(gè)構(gòu)造新數(shù)列的模型，從而利用{a_n+1}是等比數(shù)列，求出t的值；
（Ⅲ）在（II）的基礎(chǔ)上構(gòu)造等比數(shù)列模型，再利用等比數(shù)列的求和公式，即可求得，應(yīng)注意分類討論．

解答：解：（Ⅰ）因?yàn)閠=2及S_n-tS_n-1=n，得S_n-2S_n-1=n，所以（a₁+a₂）-2a₁=2且a₁=1
，解得a₂=3
同理（a₁+a₂+a₃）-2（a₁+a₂）=3，解得a₃=7

（Ⅱ）當(dāng)n≥3時(shí)，S_n-tS_n-1=n，得S_n-1-tS_n-2=n-1兩式相減得：a_n-ta_n-1=1（**）（6分）
即a_n+1=ta_n-1+2
當(dāng)t=0時(shí)，a_n+1=2顯然{a_n+1}是等比數(shù)列（7分）
當(dāng)t≠0時(shí)，令b_n=a_n+1，可得b_n=tb_n-1+2-t
因?yàn)閧a_n+1}是等比數(shù)列，所以{b_n}為等比數(shù)列，
當(dāng)n≥2時(shí)，b_n+1b_n-1=b_n²恒成立，（8分）
即[tbn+(2-t)]-

bn- (2-t)

t

=

b

2 n

恒成立，
化簡(jiǎn)得（t-2）（t+1）b_n-（2-t）²=0恒成立，
即

(t-2)(t+1)=0 (2-t)2=0

，解得t=2
綜合上述，t=0或t=2（9分）
（Ⅲ）當(dāng)t=1時(shí)，由（**）得a_n-a_n-1=1
數(shù)列{a_n}是以1為首項(xiàng)，1為公差的等差數(shù)列，
所以Sn=

n(n+1)

2

（10分）
當(dāng)t≠1時(shí)，由（**）得a_n=ta_n-1+1
設(shè)a_n+k=t（a_n-1+k）（k為常數(shù)）
整理得a_n=ta_n-1+（t-1）k
顯然k=

1

t-1

（12分）
所以an+

1

t-1

=t(an-1+

1

t-1

)
即數(shù)列{an+

1

t-1

}是以1+

1

t-1

為首項(xiàng)，t為公比的等比數(shù)列
所以an+

1

t-1

=(1+

1

t-1

)tn-1，
即an=

t

t-1

tn-1-

1

t-1

所以Sn=

tn+1+(1-t)n-t

(1-t)2

所以Sn=

n(n+1) 2 (t=1) tn+1+(1-t)n-t (1-t)2 (t≠1)

（16分）

點(diǎn)評(píng)：根據(jù)題設(shè)特征恰當(dāng)?shù)貥?gòu)造輔助數(shù)列，利用基本數(shù)列可簡(jiǎn)捷地求出通項(xiàng)公式．一般地，a_n=ta_n-1+1可以變形為a_n+k=t（a_n-1+k）（k為常數(shù)），則可得{ a_n+k}是公比為t的等比數(shù)列．