问题 解答题
已知数列{an}是等比数列,Sn为其前n项和.
(1)若S4,S10,S7成等差数列,证明a1,a7,a4也成等差数列;
(2)设S3=
3
2
S6=
21
16
,bn=λan-n2,若数列{bn}是单调递减数列,求实数λ的取值范围.
答案

(1)证明:设数列{an}的公比为q,

因为S4,S10,S7成等差数列,所以q≠1,且2S10=S4+S7

所以

2a1(1-q10)
1-q
=
a1(1-q4)
1-q
+
a1(1-q7)
1-q

因为1-q≠0,所以1+q3=2q6

所以a1+a1q3=2a1q6,即a1+a4=2a7

所以a1,a7,a4也成等差数列.

(2)因为S3=

3
2
S6=
21
16

所以

a1(1-q3)
1-q
=
3
2
,①
a1(1-q6)
1-q
=
21
16
,②

由②÷①,得1+q3=

7
8
,所以q=-
1
2
,代入①,得a1=2.

所以an=2•(-

1
2
)n-1

又因为bn=λan-n2,所以bn=2λ(-

1
2
)n-1-n2

由题意可知对任意n∈N*,数列{bn}单调递减,

所以bn+1<bn,即2λ(-

1
2
)n-(n+1)22λ(-
1
2
)n-1-n2

6λ(-

1
2
)n<2n+1对任意n∈N*恒成立,

当n是奇数时,λ>-

(2n+1)2n
6
,当n=1时,-
(2n+1)2n
6
取得最大值-1,

所以λ>-1;

当n是偶数时,λ<

(2n+1)2n
6
,当n=2时,
(2n+1)2n
6
取得最小值
10
3

所以λ

10
3

综上可知,-1<λ<

10
3
,即实数λ的取值范围是(-1,
10
3
)

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