已知向量p=（an，2n），q=（2n+1，-an+1），n∈N*，向量p 与q 垂直，且a1=1 （1）求数列{an}的通项公式； （2）若数列{bn}满足bn=log2an+1，求数列{an•bn

题目

已知向量

p

=（a_n，2ⁿ），

q

=（2ⁿ⁺¹，-a_n+1），n∈N^*，向量

p

 与

q

 垂直，且a₁=1
（1）求数列{a_n}的通项公式；
（2）若数列{b_n}满足b_n=log₂a_n+1，求数列{a_n•b_n}的前n项和S_n．

答案

（1）∵向量

p

 与

q

 垂直，∴2ⁿa_n+1-2ⁿ⁺¹a_n=0，
 即2ⁿa_n+1=2ⁿ⁺¹a_n，…（2分）
∴

an+1

an

=2∴{a_n}是以1为首项，2为公比的等比数列…（4分）
∴a_n=2^n-1．        …（5分）
（2）∵b_n=log₂a₂+1，∴b_n=n
∴a_n•b_n=n•2^n-1，…（8分）
∴S_n=1+2×2+3×2²+…+（n-1）×2^n-2+n×2^n-1    …①
∴2S_n=1×2+2×2²+…（n-1）×2^n-1+n×2ⁿ   …②…（10分）
由①-②得，-S_n=1+2+2²+…+2^n-1-n×2ⁿ=

1−2n

1−2

−n•2n=（1-n）•2ⁿ=（1-n）2ⁿ-1…（12分）
∴S_n=1-（n+1）2ⁿ+n•2ⁿ⁺¹=1+（n-1）•2ⁿ．…（14分）

（1）由向量

p

 与

q

 垂直，得2ⁿa_n+1=2ⁿ⁺¹a_n，∴{a_n}是以1为首项，2为公比的等比数列，利用等比数列的通项公式可求a_n
（2）由a_n•b_n=n•2^n-1，则S_n=1+2×2+3×2²+…+（n-1）×2^n-2+n×2^n-1，利用错位相减法可求其和．

本题考点：数量积判断两个平面向量的垂直关系；等差数列的通项公式；等比数列的前n项和；数列的求和．

考点点评：本题主要利用数列的递推公式求解数列的通项公式，等比数列的通项公式的应用，数列求和的错位相减的应用，属于综合试题．