问题 解答题

各项均为正数的数列{an}满足an2=4Sn-2an-1(n∈N*),其中Sn为{an}的前n项和.

(1)求a1,a2的值;

(2)求数列{an}的通项公式;

(3)是否存在正整数m、n,使得向量a=(2an+2,m)与向量b=(-an+5,3+an)垂直?说明理由.

答案

(1) a1=1  a2=3  (2) an=2n-1   (3)见解析

解:(1)当n=1时,

A12=4S1-2a1-1=2a2-1,

即(a1-1)2=0,解得a1=1.

当n=2时,a22=4S2-2a2-1=4a1+2a2-1=3+2a2

解得a2=3或a2=-1(舍去).

(2)an2=4Sn-2an-1,①

An+12=4Sn+1-2an+1-1.②

②-①得:a n+12-an2=4an+1-2an+1+2an

=2(an+1+an),

即(an+1-an)(an+1+an)=2(an+1+an).

∵数列{an}各项均为正数,

∴an+1+an>0,an+1-an=2,

∴数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列.

∴an=2n-1.

(3)∵an=2n-1,

∴a=(2an+2,m)=(2(2n+3),m)≠0,b=(-an+5,3+an)=(-(2n+9),2(n+1))≠0,

∴a⊥b⇔a·b=0

⇔m(n+1)=(2n+3)(2n+9)=[2(n+1)+1][2(n+1)+7]

⇔m(n+1)=4(n+1)2+16(n+1)+7

⇔m=4(n+1)+16+.

∵m,n∈N*

∴n+1=7,m=4×7+16+1,

即n=6,m=45.

∴当n=6,m=45时,a⊥b.

单项选择题
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