18.已知数列 $\left\{\mathrm{a}_{\mathrm{n}}\right\}$ 满足 $a_{n+2}=q a_{n}$( $q$ 为实数,且 $q \neq 1$ ),$n \in N^{*}, a_{1}=1, a_{2}=2$ ,且 $a_{2}+a_{1}, a_{3}+a_{4}$ , $a_{4}+a_{5}$ 成等差数列。
(I)求 $q$ 的值和 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(II)设 $b_{n}=\frac{\log _{2} a_{2 n}}{a_{2 n-1}}, n \in N^{*}$ ,求数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和.
已知数列 a _ n 满足 a_ n+2 =q a_ n…——2015 高考数学第 17 题答案解析
2015_天津卷 (2015·理)
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【解答】
答案:
见解析
解析过程:
( I )解:由已知,有 $\left(a_{3}+a_{4}\right)-\left(a_{2}+a_{3}\right)=\left(a_{4}+a_{5}\right)-\left(a_{3}+a_{4}\right)$ ,
即 $a_{4}-a_{2}=a_{5}-a_{3}$ ,所以 $a_{2}(q-1)=a_{3}(q-1)$ .
又因为 $q \neq 1$ ,故 $a_{3}=a_{2}=2$ ,由 $a_{3}=a_{1} \cdot q$ ,得 $q=2$ .
当 $n=2 k-1\left(k \in N^{*}\right)$ 时,$\quad a_{n}=a_{2 k-1}=2^{k-1}=2^{\frac{n-1}{2}}$ ;
当 $n=2 k\left(k \in N^{*}\right)$ 时,$a_{n}=a_{2 k}=2^{k}=2^{\frac{n}{2}}$ .
所以,$\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为 $a_{n}=\left\{\begin{array}{l}2^{\frac{n-1}{2}}, n \text { 为奇数,} \\ 2^{\frac{n}{2}}, n \text { 为偶数.}\end{array}\right.$
(II)解:由(I)得 $b_{n}=\frac{\log _{2} a_{2 n}}{a_{2 n-1}}=\frac{n}{2^{n-1}}$ .设 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 n 项和为 $S_{n}$ ,
则 $S_{n}=1 \times \frac{1}{2^{0}}+2 \times \frac{1}{2^{1}}+3 \times \frac{1}{2^{2}}+\ldots+(n-1) \times \frac{1}{2^{n-2}}+n \times \frac{1}{2^{n-1}}$ ,
$\frac{1}{2} S_{n}=1 \times \frac{1}{2^{1}}+2 \times \frac{1}{2^{2}}+3 \times \frac{1}{2^{3}}+\ldots+(n-1) \times \frac{1}{2^{n-1}}+n \times \frac{1}{2^{n}}$,
上述两式相减,得
$\frac{1}{2} S_{n}=1+\frac{1}{2}+\frac{1}{2^{2}}+\ldots \frac{1}{2^{n-1}}-\frac{n}{2^{n}}=\frac{1-\frac{1}{2^{n}}}{1-\frac{1}{2}}-\frac{n}{2^{n}}=2-\frac{2}{2^{n}}-\frac{n}{2^{n}}$
整理得,$S_{n}=4-\frac{n+2}{2^{n-1}}$ .
所以,数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 n 项和为 $4-\frac{n+2}{2^{n-1}}, n \in N^{*}$ .