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=
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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=
,S6=3 2
,21 16
所以
=a1(1-q3) 1-q
,①3 2
=a1(1-q6) 1-q
,②21 16
由②÷①,得1+q3=
,所以q=-7 8
,代入①,得a1=2.1 2
所以an=2•(-
)n-1,1 2
又因为bn=λan-n2,所以bn=2λ(-
)n-1-n2,1 2
由题意可知对任意n∈N*,数列{bn}单调递减,
所以bn+1<bn,即2λ(-
)n-(n+1)2<2λ(-1 2
)n-1-n2,1 2
即6λ(-
)n<2n+1对任意n∈N*恒成立,1 2
当n是奇数时,λ>-
,当n=1时,-(2n+1)2n 6
取得最大值-1,(2n+1)2n 6
所以λ>-1;
当n是偶数时,λ<
,当n=2时,(2n+1)2n 6
取得最小值(2n+1)2n 6
,10 3
所以λ<
.10 3
综上可知,-1<λ<
,即实数λ的取值范围是(-1,10 3
).10 3