设
{an} 为等比数列,
a1=1,
a2=3.
(1) 求最小的自然数
n,使
an⩾2007;
(2) 求和:
T2n=a11−a22+a33−⋯−a2n2n.
\begin{solution}
\begin{enumerate}
\item 等比数列的公比为
q=a1a2=3,所以
an=3n−1. 由于
36=729<2007⩽2187=37,故
n−1⩾7,满足条件的最小自然数为
n=8.
\item 由
ak=3k−1,有
T2n=∑k=12nk(−31)k−1. 令
r∈R,由有限等比数列求和公式
1+r+r2+⋯+r2n=1−r1−r2n+1
1+2r+3r2+⋯+2nr2n−1=(1−r)21−(2n+1)r2n+2nr2n+1
令
r=−31,则
T2n=(1+31)21−32n2n+1−32n+12n=169(1−32n+18n+3)=169−16⋅32n−18n+3
\end{enumerate}
\end{solution}