已知数列{an}\{a_{n}\}满足an+an+1=2na_{n}+a_{n+1}=2n,SnS_{n}为其前nn项和,若a1=a4a_{1}=a_{4},则S101=()S_{101}=(\quad)
A. 48824882
B. 51005100
C. 51025102
D. 52125212

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完整解法

1. 根据递推关系和已知条件 $a_1 = a_4$ 求出首项 $a_1$

由递推关系 an+an+1=2na_n + a_{n+1} = 2n 可得:
当 n=1n=1 时,a1+a2=2  ⟹  a2=2−a1a_1 + a_2 = 2 \implies a_2 = 2 - a_1;
当 n=2n=2 时,a2+a3=4  ⟹  a3=4−a2=4−(2−a1)=2+a1a_2 + a_3 = 4 \implies a_3 = 4 - a_2 = 4 - (2 - a_1) = 2 + a_1;
当 n=3n=3 时,a3+a4=6  ⟹  a4=6−a3=6−(2+a1)=4−a1a_3 + a_4 = 6 \implies a_4 = 6 - a_3 = 6 - (2 + a_1) = 4 - a_1。

因为 a1=a4a_1 = a_4,所以:
a1=4−a1  ⟹  2a1=4  ⟹  a1=2a_1 = 4 - a_1 \implies 2a_1 = 4 \implies a_1 = 2

2. 将 $S_{101}$ 分组重组并计算其值

将前 101 项和 S101S_{101} 重新分组为:
S101=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+⋯+(a100+a101)S_{101} = a_1 + (a_2 + a_3) + (a_4 + a_5) + \dots + (a_{100} + a_{101})

利用递推关系 an+an+1=2na_n + a_{n+1} = 2n,可得相邻两项的和为:
a2k+a2k+1=2(2k)=4k(k=1,2,…,50)a_{2k} + a_{2k+1} = 2(2k) = 4k \quad (k = 1, 2, \dots, 50)

因此,求和公式可表示为:
S101=a1+∑k=1504kS_{101} = a_1 + \sum_{k=1}^{50} 4k

代入 a1=2a_1 = 2 计算得:
S101=2+4×50×(50+1)2=2+2×50×51=2+5100=5102S_{101} = 2 + 4 \times \frac{50 \times (50 + 1)}{2} = 2 + 2 \times 50 \times 51 = 2 + 5100 = 5102

对应选项 C。

答案

C

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