Question

已知O为A，B，C三点所在直线外一点，且．数列{a_n}，{b_n}满足a₁=2，b₁=1，且（n≥2）．
（Ⅰ）求λ+μ；
（Ⅱ）令c_n=a_n+b_n，求数列{c_n}的通项公式；
（III）当时，求数列{a_n}的通项公式．

Answer

（I）首先由A，B，C三点共线，可设，，经化简得，即可知λ=m+1，μ=-m，进而得λ+μ=1
（II）首先根据已知及λ+μ=1可求出an+bn=（λ+μ）（an-1+bn-1）+2=an-1+bn-1+2，（n≥2），则cn=cn-1+2（n≥2），即可求得数列{cn}的通项公式为cn=2n+1．
（III）首先由已知条件知要想求出an，得先求出，再设令dn=an-bn，则，即可求出{dn}是首项为a1-b1=1，公比为的等比数列，则通项公式为，由方程组，进而可求出．
【解析】
（I）A，B，C三点共线，设，
则，（2分）
化简得：，所以λ=m+1，μ=-m，
所以λ+μ=1．（4分）
（II）由题设得
an+bn=（λ+μ）（an-1+bn-1）+2=an-1+bn-1+2，（n≥2）（6分）
即cn=cn-1+2（n≥2），∴{cn}是首项为a1+b1=3，
公差为2的等差数列，通项公式为cn=2n+1（18分）
（III）由题设得
，（10分）
令dn=an-bn，则．
所以{dn}是首项为a1-b1=1，公比为的等比数列，
通项公式为．（12分）
由
解得．（14分）