Question

19．已知公差為d的等差數(shù)列{a_n}和公比q＜0的等比數(shù)列{b_n}，a₁=b₁=1，a₂+b₂=1，a₃+b₃=4
（1）求數(shù)列{a_n}和{b_n}的通項(xiàng)公式；
（2）令c_n=2${\;}^{{a}_{n}}$•b_n²（n∈N^*），抽去數(shù)列{c_n}的第1項(xiàng)、第4項(xiàng)、第7項(xiàng)、…、第（3n-2）項(xiàng)、…，余下的項(xiàng)的順序不變，構(gòu)成一個(gè)新的數(shù)列{d_n}求數(shù)列{d_n}的前n項(xiàng)和S_n．

Answer 1

分析 （1）利用條件列出方程，求出公差與公比，得到通項(xiàng)公式．
（2）解法一：利用${d_{2n-1}}={c_{3n-1}}={2^{3n-1}}$； ${d_{2n}}={c_{3n}}={2^{3n}}$．項(xiàng)數(shù)是奇數(shù)項(xiàng)與偶數(shù)項(xiàng)分別求解數(shù)列的和．
解法二：通過(guò)c_n=2${\;}^{{a}_{n}}$•b_n²，偶數(shù)項(xiàng)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)等比數(shù)列求和；奇數(shù)項(xiàng)借助偶數(shù)項(xiàng)的和求解數(shù)列的和．

解答 解：（1）由題意，得$\left\{\begin{array}{l}（1+d）+1•q①\\（1+2d）+1•{q^2}②\end{array}\right.$…（2分）
由①，得d=-q．代入②中，可得q²-2q-3=0．
解得q=3，或q=-1．因?yàn)楣�比q＜0，所以舍去q=3，從而q=-1．
所以d=-q=1．…（4分）
所以a_n=1+（n-1）•1=n，${b_n}=1•{（-1）^{n-1}}={（-1）^{n-1}}$．…（6分）
（2）${c_n}={2^{a_n}}•{b_n}^2={2^n}$．
解法一：由題意，${d_{2n-1}}={c_{3n-1}}={2^{3n-1}}$； ${d_{2n}}={c_{3n}}={2^{3n}}$．…（7分）
當(dāng)n=2k（k∈N^*）時(shí)，S_n=d₁+d₂+d₃+…+d_2k=（d₁+d₃+…+d_2k-1）+（d₂+d₄+…+d_2k）=（2²+2⁵+…+2^3k-1）+（2³+2⁶+…+2^3k）…（8分）
=$\frac{{4-{2^{3k-1}}•{2^3}}}{{1-{2^3}}}+\frac{{8-{2^{3k}}•{2^3}}}{{1-{2^3}}}$=$\frac{{12（{2^{3k}}-1）}}{7}=\frac{{12（{2^{\frac{3}{2}n}}-1）}}{7}$．…（10分）
當(dāng)n=2k-1（k∈N^*）時(shí)，S_n=S_2k-1=S_2k-d_2k=$\frac{{12（{2^{3k}}-1）}}{7}-{2^{3k}}$=$\frac{{5•{2^{3k}}-12}}{7}$=$\frac{{5•{2^{\frac{3（n+1）}{2}}}-12}}{7}$．…（12分）
綜上，${S_n}=\left\{\begin{array}{l}\frac{{5•{2^{\frac{3（n+1）}{2}}}-12}}{7}，n為奇數(shù)\\ \frac{{12（{2^{\frac{3}{2}n}}-1）}}{7}，n為偶數(shù).\end{array}\right.$…（13分）
解法二：當(dāng)n=2k（k∈N^*）時(shí)，S_n=d₁+d₂+d₃+…+d_2k=（c₁+c₂+…+c_3k）-（c₁+c₄+…+c_3k-2）…（7分）
=（2¹+2²+…+2^3k）-（2¹+2⁴+…+2^3k-2）=$\frac{{2-{2^{3k}}•2}}{1-2}-\frac{{2-{2^{3k-2}}•{2^3}}}{{1-{2^3}}}$…（9分）
=$\frac{{6•{2^{3k+1}}-12}}{7}=\frac{{12（{2^{\frac{3}{2}n}}-1）}}{7}$．…（10分）
當(dāng)n=2k-1（k∈N^*）時(shí)，S_n=S_2k-1=S_2k-c_3k=$\frac{{6•{2^{3k+1}}-12}}{7}-{2^{3k}}$=$\frac{{5•{2^{\frac{3（n+1）}{2}}}-12}}{7}$．…（12分）
綜上，${S_n}=\left\{\begin{array}{l}\frac{{5•{2^{\frac{3（n+1）}{2}}}-12}}{7}，n為奇數(shù)\\ \frac{{12（{2^{\frac{3}{2}n}}-1）}}{7}，n為偶數(shù).\end{array}\right.$…（13分）

點(diǎn)評(píng) 本題考查數(shù)列求和的方法，提出公司的求法，考查轉(zhuǎn)化思想以及計(jì)算能力．