问题 解答题

设等比数列{an}的前n项和为Sn,已知an+1=2Sn+2(n∈N*)

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)在anan+1(n∈N*)之间插入n个1,构成如下的新数列:a1,1,a2,1,1,a3,1,1,1,a4,…,求这个数列的前2012项的和;

(3)在an与an+1之间插入n个数,使这n+2个数组成公差为dn的等差数列(如:在a1与a2之间插入1个数构成第一个等差数列,其公差为d1;在a2与a3之间插入2个数构成第二个等差数列,其公差为d2,…以此类推),设第n个等差数列的和是An.是否存在一个关于n的多项式g(n),使得An=g(n)dn对任意n∈N*恒成立?若存在,求出这个多项式;若不存在,请说明理由.

答案

(1)设an=a1qn-1

由an+1=2Sn+2,知

a1q=2a1+2
a1q2=2(a1+a1q)+2

解得

a1=2
q=3

故an=2×3n-1…(6分)

(2)依题意,到an为止,新的数列共有1+2+3+…+n=

n(n+1)
2
项,

n(n+1)
2
=2012,

得n=

-1+
1+4024×4
2
≈62.9,

即到a62为止,新的数列共有1+2+3+4+…+62=

62(62+1)
2
=1953项,

故该数列的前2012项的和为:

a1+a2+…+a62+1+2+3+…+61+=

2×(1-362)
1-3
+1950=362+1949.

(3)依题意,dn=

2×3n-2×3n-1
n+1
=
3n-1
n+1

An=

(2×3n+2×3n-1)(n+2)
2

=4(n+2)×3n-1

要使An=g(n)dn

则4(n+2)×3n-1=g(n)×

3n-1
n+1

∴g(n)=(n+2)×(n+1)=n2+3n+2,

即存在g(n)=n2+3n+2满足条件.

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