问题 解答题

已知数列{an},an=pn+λqn(p>0,q>0,p≠q,λ∈R,λ≠0,n∈N*).

(1)求证:数列{an+1-pan}为等比数列;

(2)数列{an}中,是否存在连续的三项,这三项构成等比数列?试说明理由;

(3)设A={(n,bn)|bn=3n+kn,n∈N*},其中k为常数,且k∈N*,B={(n,cn)|cn=5n,n∈N*},求A∩B.

答案

(1)∵an=pn+λqn

∴an+1-pan=pn+1+λqn+1-p(pn+λqn)=λqn(q-p),

∵λ≠0,q>0,p≠q

an+2-pan+1
an+1-pan
=q为常数

∴数列{an+1-pan}为等比数列

(2)取数列{an}的连续三项an,an+1,an+2(n≥1,n∈N*),

∵an+12-anan+2=(pn+1+λqn+12-(pn+λqn)(pn+2+λqn+2)=-λpnqn(p-q)2

∵p>0,q>0,p≠q,λ≠0,

∴-λpnqn(p-q)2≠0,即an+12≠anan+2

∴数列{an}中不存在连续三项构成等比数列;

(3)当k=1时,3n+kn=3n+1<5n,此时B∩C=∅;

当k=3时,3n+kn=3n+3n=2•3n为偶数;而5n为奇数,此时B∩C=∅;

当k≥5时,3n+kn>5n,此时B∩C=∅;

当k=2时,3n+2n=5n,发现n=1符合要求,

下面证明唯一性(即只有n=1符合要求).

由3n+2n=5n(

3
5
)n+(
2
5
)n=1,

f(x)=(

3
5
)x+(
2
5
)x,则f(x)=(
3
5
)x+(
2
5
)x
是R上的减函数,

∴f(x)=1的解只有一个

从而当且仅当n=1时(

3
5
)n+(
2
5
)n=1,

即3n+2n=5n,此时B∩C={(1,5)};

当k=4时,3n+4n=5n,发现n=2符合要求,

下面同理可证明唯一性(即只有n=2符合要求).

从而当且仅当n=2时(

3
5
)n+(
4
5
)n=1,

即3n+4n=5n,此时B∩C={(2,25)};

综上,当k=1,k=3或k≥5时,B∩C=∅;

当k=2时,B∩C={(1,5)},

当k=4时,B∩C={(2,25)}.

问答题
单项选择题 B1型题