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bn=(a1+2a2+3a3+4a4+……+nan)/(1+2+3+4+……+n)证明an是等差数列是bn是等差数列的充

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/09 01:51:44
bn=(a1+2a2+3a3+4a4+……+nan)/(1+2+3+4+……+n)证明an是等差数列是bn是等差数列的充要条件
证明:先证若an是等差数列,则bn是等差数列.(充分性)
令Sn=a1+2a2+3a3+4a4+……+nan
=(a1+a2+...+an)+(a2+a3+...+an)+...+(a(n-1)+an)+an
=n个an的前n项和的一半+1个an的前n项和的一半
=n(n+1)(a1+an)/2
则bn=a1+an=2a1+(n-1)d
显然bn也为等差数列
再证若bn是等差数列,则an也是等差数列(必要性)
n(n+1)bn=2(a1+2a2+3a3+4a4+……+nan)
而(n+1)(n+2)b(n+1)=2[a1+2a2+3a3+4a4+……+nan+(n+1)a(n+1)]
两式相减,得:
(n+2)b(n+1)-nbn=a(n+1)
由bn是等差数列,得
a(n+1)=n[b(n+1)-bn]+2b(n+1)=nd'+2b(n+1)=2a1+nd'+nd'=2a1+2nd'
即an=2a1+2(n-1)d'=2a1-2d'+2nd'
易判断an为等差数列
其中,d和d‘分别是{an}{bn}的公差
再问: 令Sn=a1+2a2+3a3+4a4+……+nan =(a1+a2+...+an)+(a2+a3+...+an)+...+(a(n-1)+an)+an =n个an的前n项和的一半+1个an的前n项和的一半 不懂,如何知道这个,帮帮忙
再答: 我是通过观察法得来的 第1个括号内 a1+a2+a3+...+an 第二个括号内 a2+a3+...+an …… 最后一项是 an 一共有n项 这n排求和构成了一个等腰直角三角形,如果把它每一行缺的项补齐,它就成了一个“正方形” “正方形”的和就是n个{an}的前n项和。它的和就是“正方形”的一半,还要加上“对角线”上的一半。 我想得复杂,应该还有其他方法吧。