问题 解答题

已知各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,数列{an2}的前n项和为Tn,且(Sn-2)2+3Tn=4,n∈N*

(1)证明数列{an}是等比数列,并写出通项公式;

(2)若Sn2Tn<0对n∈N*恒成立,求λ的最小值;

(3)若an2xan+12yan+2成等差数列,求正整数x,y的值.

答案

(1)因为(Sn-2)2+3Tn=4

其中Sn是数列{an}的前n项和,Tn是数列{

a2n
}的前n项和,且an>0,

当n=1时,由(a1-2)2+3a12=4

解得a1=1,…(2分)

当n=2时,由(1+a2-2)2+3(1+a22)=4

解得a2=

1
2
; …(4分)

(Sn-2)2+3Tn=4

(Sn+1-2)2+3Tn+1=4

两式相减得(Sn+1-Sn)(Sn+1+Sn-4)+3

a2n+1
=0,

(Sn+1+Sn-4)+3

a n+1
=0,…(5分)

亦即2Sn+1-Sn=2,从而2Sn-Sn-1=2,(n≥2),

再次相减得an+1=

1
2
an,(n≥2),又a2=
1
2
a1

所以

an+1
an
=
1
2
,(n≥1)

所以数列{an}是首项为1,公比为

1
2
的等比数列,…(7分)

其通项公式为an=

1
2n-1
,n∈N*.…(8分)

(2)由(1)可得Sn=

1-(
1
2
)
n
1-
1
2
=2[1-(
1
2
)
n
],

Tn=

1-(
1
4
)
n
1-
1
4
=
4
3
[1-(
1
4
)
n
],…(10分)

Sn2Tn<0对n∈N*恒成立,

只需λ>

Sn2
Tn
=3×
1-(
1
2
)n
1+(
1
2
)n
=3-
6
2n+1
对n∈N*恒成立,

∵3-

6
2n+1
<3对n∈N*恒成立,∴λ≥3.

(3)若an2xan+12yan+2成等差数列,其中x,y为正整数,

1
2n-1
2x
2n
2y
2n+1
成等差数列,

整理,得2x=1+2y-2

当y>2时,等式右边为大于2的奇数,等式左边为偶数或1,

等式不能成立,

∴满足条件的正整数x,y的值为x=1,y=2.

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题