Question

13．已知函數(shù)f（x）=（x-2）²，f'（x）是函數(shù)f（x）的導函數(shù)，設a₁=3，a_n+1=a_n-$\frac{{f（{a_n}）}}{{f'（{a_n}）}}$．
（I）證明：數(shù)列{a_n-2}是等比數(shù)列，并求出數(shù)列{a_n}的通項公式；
（II）令b_n=n（a_n-2），求數(shù)列{b_n}的前n項和S_n．

Answer 1

分析 （I）f′（x）=2（x-2），由a_n+1=a_n-$\frac{{f（{a_n}）}}{{f'（{a_n}）}}$，可得a_n+1=$\frac{1}{2}$a_n+1，變形a_n+1-2=$\frac{1}{2}$（a_n-2），利用等比數(shù)列的通項公式即可得出．
（Ⅱ）由題意b_n=n（a_n-2）=n•$（\frac{1}{2}）^{n-1}$，再利用“錯位相減法”、等比數(shù)列的前n項和公式即可得出．

解答 （I）證明：f′（x）=2（x-2），由a_n+1=a_n-$\frac{{f（{a_n}）}}{{f'（{a_n}）}}$，
可化為a_n+1=$\frac{1}{2}$a_n+1，變形為a_n+1-2=$\frac{1}{2}$（a_n-2），
∴{a_n-2}是以a₁-2=1為首項，公比為$\frac{1}{2}$的等比數(shù)列，
∴a_n-2=（a₁-2）•$（\frac{1}{2}）^{n-1}$，
∴a_n=2+$（\frac{1}{2}）^{n-1}$；
（II）解：由題意b_n=n（a_n-2）=n•$（\frac{1}{2}）^{n-1}$，
則S_n=1+$\frac{2}{2}$+$\frac{3}{{2}^{2}}$+…+$\frac{n}{{2}^{n-1}}$，
$\frac{1}{2}$S_n=$\frac{1}{2}$+$\frac{2}{{2}^{2}}$+…+$\frac{n-1}{{2}^{n-1}}$+$\frac{n}{{2}^{n}}$，
∴$\frac{1}{2}$S_n=1+$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{{2}^{2}}$+…+$\frac{1}{{2}^{n-1}}$-$\frac{n}{{2}^{n}}$=2-$\frac{2+n}{{2}^{n}}$，
∴S_n=4-$\frac{2+n}{{2}^{n-1}}$．

點評 本題考查了“錯位相減法”、等差數(shù)列與等比數(shù)列的通項公式及其前n項和公式，考查了推理能力與計算能力，屬于中檔題．