已知数列{an}、{bn}中,对任何正整数n都有:a1bn+a2bn-1+a3bn-2+…+an-1b2+anb1=2n+1-n-2.
(1)若数列{an}是首项和公差都是1的等差数列,求证:数列{bn}是等比数列;
(2)若数列{bn}是等比数列,数列{an}是否是等差数列,若是请求出通项公式,若不是请说明理由;
分析:(1)根据等差数列的性质求得数列{a
n}的通项公式,代入a
1b
n+a
2b
n-1+a
3b
n-2+…+a
n-1b
2+a
nb
1=2
n+1-n-2中,利用错位相减法求得b
n=2
n-1,进而推断数列{b
n}是首项为1,公比为2的等比数列.
(2)设等比数列{b
n}的首项为b,公比为q,代入a
1b
n+a
2b
n-1+a
3b
n-2+…+a
n-1b
2+a
nb
1=2
n+1-n-2中进而求得bq
n-2a
1+bq
n-3a
2+bq
n-4a
3++ba
n-1=2
n-n-1,整理得(2
n-n-1)q+ba
n=2
n+1-n-2,进而求得a
n的表达式,要使a
n+1-a
n是与n无关的常数,必需q=2,进而得出结论当等比数列{b
n}的公比q=2时,数列{a
n}是等差数列,其通项公式是
an=;当等比数列{b
n}的公比不是2时,数列{a
n}不是等差数列.
解答:解:(1)依题意数列{a
n}的通项公式是a
n=n,
故等式即为b
n+2b
n-1+3b
n-2++(n-1)b
2+nb
1=2
n+1-n-2,b
n-1+2b
n-2+3b
n-3++(n-2)b
2+(n-1)b
1=2
n-n-1(n≥2),
两式相减可得b
n+b
n-1++b
2+b
1=2
n-
得b
n=2
n-1,数列{b
n}是首项为1,公比为2的等比数列.
(2)设等比数列{b
n}的首项为b,公比为q,则b
n=bq
n-1,从而有:bq
n-1a
1+bq
n-2a
2+bq
n-3a
3++bqa
n-1+ba
n=2
n+1-n-2,
又bq
n-2a
1+bq
n-3a
2+bq
n-4a
3++ba
n-1=2
n-n-1(n≥2),
故(2
n-n-1)q+ba
n=2
n+1-n-2
an=×2n+×n+,
要使a
n+1-a
n是与n无关的常数,必需q=2,
即①当等比数列{b
n}的公比q=2时,数列{a
n}是等差数列,其通项公式是
an=;
②当等比数列{b
n}的公比不是2时,数列{a
n}不是等差数列.
点评:本题主要考查了等差数列的性质,考查了学生综合分析问题和解决问题的能力.