每日一题[2488]逐差累加

数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足:$a_{1}=a_{2}=a_{3}=1$.令 $b_{n}=a_{n}+a_{n+1}+a_{n+2}$($n \in \mathbb{N}^{*}$).若 $\left\{b_{n}\right\}$ 是公比为 $3$ 的等比数列,求 $a_{100}$ 的值.

答案    $\dfrac{3^{100}+10}{13}$.

解析    根据题意,有 $b_1=3$,进而 $b_n=3^n$($n\in\mathbb N^{\ast}$),而\[\begin{cases} b_{n+1}=a_{n+1}+a_{n+2}+a_{n+3},\\ b_n=a_n+a_{n+1}+a_{n+2},\end{cases}\implies b_{n+1}-b_n=a_{n+3}-a_n,\]于是\[a_{n+3}-a_n=2\cdot 3^n,\]因此\[a_{100}=2\cdot 3^{97}+2\cdot 3^{94}+\cdots+2\cdot 3^{1}+a_1=\dfrac{3^{100}+10}{13}.\]

备注    一般的,当 $n$ 模 $3$ 余 $r$($r\in \{0,1,2\}$)时,有\[a_n=\dfrac{3^n+(13-3^r)}{13}.\]

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