Question

已知数列{a_n}的前n项和为S_n，数列{S_n+1}是公比为2的等比数列，a₂是a₁和a₃的等比中项．
（1）求数列{a_n}的通项公式；
（2）求数列{na_n}的前n项和T_n．

Answer 1

（1）∵数列{a_n}的前n项和为S_n，数列{S_n+1}是公比为2的等比数列，
∴S_n+1=2^n-1（S₁+1）=2^n-1（a₁+1）①
S_n-1+1=2^n-2（a₁+1）②
①-②得
a_n=2^n-2（a₁+1），n≥2
a₂=a₁+1，
a₃=2（a₁+1）
a₂是a₁和a₃的等比中项，故
a₂²=a₁a₃，
（a₁+1）²=a₁•2（a₁+1），
解得a₁=1，（a₁=-1则a₂=0不合题意舍去）
故a_n=2^n-1．
（2）由a_n=2^n-1，知na_n=n×2^n-1，
∴T_n=1×2⁰+2×2¹+3×2²+…+n×2^n-1，①
2T_n=1×2¹+2×2²+3×2³+…+n×2ⁿ，②
②-①得
T_n=n×2ⁿ-（2⁰+2¹+2²+2³+…+2^n-1）
=n×2ⁿ-

1-2n

1-2

=n×2ⁿ-2ⁿ+1．