问题 解答题
数列{an}各项均为正数,Sn为其前n项的和.对于n∈N*,总有an,Sn,an2成等差数列.
(1)求数列{an}的通项an
(2)设数列{
1
an
}
的前n项和为Tn,数列{Tn}的前n项和为Rn,求证:当n≥2,n∈N时,Rn-1=n(Tn-1);
(3)若函数f(x)=
1
(p-1)•3qx+1
的定义域为Rn,并且
lim
n→∞
f(an)=0(n∈N*)
,求证p+q>1.
答案

(1)由已知n∈N*时,2Sn=an+an2总成立.∴2Sn-1=an-1+an-12(n≥2),

两式作差,得2an=an+an2-an-1-an-12,∴an+an-1=(an+an-1)(an-an-1),∵an、an-1均为正数.∴an-an-1=1(n≥2).∴{an}是公差为1的等差数列.

又n=1时,2S1=2a1=a1+a12,得a1=1,故an=n.…(4分)

(2)下面用数学归纳法证明:

①当n=2时,R1=T1=

1
a1
=1,2(T2-1)=2(
1
a1
+
1
a2
-1)=1.∴n=2时,等式成立

②假设当n=k(k≥2)时,

Rk=Rk-1+Tk=k(Tk-1)+Tk=(k+1)Tk-k=(k+1)(Tk+1-
1
ak+1
)-k
=(k+1)(Tk+1-
1
k+1
)-k=(k+1)(Tk+1-1+1-
1
k+1
)-k=(k+1)(Tk+1-1).
当n=k+1时,等式也成立.

综合①和②,可知所要证明的等式成立.…(10分)

(3)如果q=0,则f(x)=

1
p
lim
n→∞
f(an)不是0,∴q≠0,∵f(x)定义域为R,

(p-1)•3qx+1≠0恒成立.即p-1≠-(

1
3q
)x恒成立.由于q≠0时,-(
1
3q
)x
的值域为(-∞,0),

∴p-1≥0,又当p=1时,f(x)=1.

lim
n→∞
f(an)≠0,

∴p>1.

lim
n→∞
f(an)=
lim
n→∞
1
(p-1)•3qn+1
=
 
10<3q<1
1
p
3q=1
,,
left
0&3q
1

∴3q>1,∴q>0,故p+q>1…16分

单项选择题
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