Question

13．在數(shù)列{a_n}中，a₁=1a_n+1=$\frac{2（n+1）}{n}{a_n}$，n∈N*．
（1）求證數(shù)列$\left\{{\frac{a_n}{n}}\right\}$為等比數(shù)列．
（2）求數(shù)列{a_n}的前n項和S_n．

Answer 1

分析 （1）直接把已知數(shù)列遞推式變形可得$\frac{{\frac{{{a_{n+1}}}}{n+1}}}{{\frac{a_n}{n}}}=2$，即$\left\{{\frac{a_n}{n}}\right\}$是首項為1，公比為2的等比數(shù)列；
（2）由（1）求出數(shù)列{a_n}的通項公式，再由錯位相減法求數(shù)列{a_n}的前n項和S_n．

解答 （1）證明：由${a_{n+1}}=\frac{2（n+1）}{n}{a_n}$，得$\frac{{\frac{{{a_{n+1}}}}{n+1}}}{{\frac{a_n}{n}}}=2$，
又$\frac{{a}_{1}}{1}=1≠0$，
∴$\left\{{\frac{a_n}{n}}\right\}$是首項為1，公比為2的等比數(shù)列；
（2）解：由（1）知，$\left\{{\frac{a_n}{n}}\right\}$是首項為1，公比為2的等比數(shù)列，
∴$\frac{a_n}{n}={2^{n-1}}$，則${a_n}={2^{n-1}}•n$，
則${S_n}=1+2•2+3•{2^2}+n•{2^{n-1}}$，
$2{S_n}=2+2•{2^2}+$…+（n-1）•2^n-1+n•2ⁿ，
兩式作差得：-Sn=1+2+2²+2^n-1-n•2ⁿ=2ⁿ-1-n•2ⁿ=（1-n）•2ⁿ-1，
∴${S_n}=（n-1）•{2^n}+1$．

點評 本題考查數(shù)列遞推式，考查了等比關系的確定，訓練了錯位相減法求數(shù)列的前n項和，是中檔題．