设等比数列{an}的前n项和为Sn，已知an+1=2Sn+2(n∈N*)．（1

问题解答题

设等比数列{a_n}的前n项和为S_n，已知an+1=2Sn+2(n∈N*)．

（1）求数列{a_n}的通项公式；

（2）在a_n与a_n+1之间插入n个数，使这n+2个数组成公差为d_n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A_n．是否存在一个关于n的多项式g（n），使得A_n=g（n）d_n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；

（3）对于（2）中的数列d₁，d₂，d₃，…，d_n，…，这个数列中是否存在不同的三项d_m，d_k，d_p（其中正整数m，k，p成等差数列）成等比数列，若存在，求出这样的三项；若不存在，说明理由．

答案

（1）n≥2时，由a_n+1=2S_n+2，得a_n=2S_n-1+

两式相减可得：a_n+1-a_n=2a_n，∴a_n+1=3a_n，即数列{a_n}的公比为3

∵n=1时，a₂=2S₁+2，∴3a₁=2a₁+2，解得a₁=2，

∴a_n=2×3^n-1；

（2）由（1）知a_n=2×3^n-1，a_n+1=2×3ⁿ，

因为a_n+1=a_n+（n+1）d_n，所以d_n=

4×3n-1

n+1

第n个等差数列的和是A_n=（n+2）a_n+

(n+2)(n+1)

4×3n-1

n+1

=4（n+2）×3^n-1=（n+2）（n+1）d_n，

∴存在一个关于n的多项式g（n）=（n+2）（n+1），使得A_n=g（n）d_n对任意n∈N^*恒成立；

（3）假设在数列{d_n}中存在d_m，d_k，d_p（其中m，k，p成等差数列）成等比数列

则d_k²=d_md_p，即（

4×3k-1

k+1

）²=

4×3m-1

m+1

4×3p-1

p+1

因为m，k，p成等差数列，所以m+p=2k①

上式可以化简为k²=mp②

由①②可得m=k=p这与题设矛盾

所以在数列{dn}中不存在三项d_m，d_k，d_p（其中m，k，p成等差数列）成等比数列．