Question

設數列{a_n}是等比數列，a₁=C_2m^3m-2•P_m-1¹（m∈N^*），公比q是(x+

1

4x2

)4的展開式中的第二項（按x的降冪排列）．
（1）求常數m的值；
（2）用n、x表示數列{a_n}的前項和S_n；
（3）若T_n=C_n¹S₁+C_n²S₂+…+C_nⁿS_n，用n、x表示T_n．

Answer 1

（1）由排列數、組合數的性質，得到不等式：

2m≥3m-2 m-1≥1

，可得2≤m≤2
∴m=2；
（2）由（1）知m=2，
由 (x+

1

4x2

)4的展開式中的同項公式知 T2=

C

14

x4-1(

1

4x2

)=x，

∴a_n=x^n-1
∴由等比數列的求和公式得：Sn=

n，x=1 1-xn 1-x ，x≠1

 
（3）當x=1時，S_n=n，
所以：T_n=C_n¹+2C_n²+3C_n³+…+nC_nⁿ=0C_n⁰+1C_n¹+2C_n²+3C_n³+…+nC_nⁿ，
又∵T_n=nC_nⁿ+（n-1）C_n^n-1+（n-2）C_n^n-2+…+C_n¹+0C_n⁰，
∴上兩式相加得：2T_n=n（C_n⁰+C_n¹+C_n²+…+C_nⁿ）=n•2ⁿ，
∴T_n=n•2^n-1，
當x≠1時，Sn=

1-xn

1-x

，
所以有：
 Tn=

1-x

1-x

C

n1

+

1-x2

1-x

C

n2

+… +

1-x n

1-x

C

nn

 

= 1 1-x [( C 1n + C 2n +…+ C nn )-(x C 1n +x2 C 2n +…+xn C nn )]

 

= 1 1-x [2n-(1+x)n]，

∴Tn=

n•2n-1，x=1 2n-(1+x)n 1-x ，x≠1