问题 解答题
设数列{an}的前n项和为Sn,且方程x2-anx-an=0有一个根为Sn-1,n=1,2,3,….
(1)证明:数列{
1
Sn-1
}
是等差数列;
(2)设方程x2-anx-an=0的另一个根为xn,数列{
1
2nxn
}
的前n项和为Tn,求22013(2-T2013)的值;
(3)是否存在不同的正整数p,q,使得S1,Sp,Sq成等比数列,若存在,求出满足条件的p,q,若不存在,请说明理由.
答案

(1)证明∵Sn-1是方程x2-anx-an=0的根,n=1,2,3,…

(Sn-1)2-an(Sn-1)-an=0

当n=1时,a1=S1

(a1-1)2-a1(a1-1)-a1=0

解得S1=a1=

1
2

1
S1-1
=-2…(2分)

当n≥2时,an=Sn-Sn-1

(Sn-1)2-(Sn-Sn-1)(Sn-1)-(Sn-Sn-1)=0

化简得SnSn-1-2Sn+1=0,

Sn=

-1
Sn-1-2

1
Sn-1
=
1
Sn-1-1
-1,

1
Sn-1
-
1
Sn-1-1
=-1,又
1
S1-1
=-2
…(5分)

∴数列{

1
Sn-1
}是以-2为首项,-1为公差的等差数列          …(6分)

(2)由(1)得,

1
Sn-1
=-2-(n-1)=-n-1

Sn-1=-

1
n+1
,带入方程得,(-
1
n+1
)2-an(-
1
n+1
)-an=0
,∴an=
1
n(n+1)

∴原方程为x2-

1
n(n+1)
x-
1
n(n+1)
=0,

xn=

1
n

1
2nxn
=
1
n2n
…(8分)

Tn=

1
21
+
2
22
+
3
23
+…+
n
2n

1
2
Tn=
1
22
+
2
23
+
3
24
+…+
n
2n+1

①-②得

1
2
Tn=
1
2
+
1
22
+
1
23
+…+
1
2n
-
n
2n+1

=

1
2
(1-
1
2n
)
1-
1
2
-
n
2n+1
=1-
2+n
2n+1
…(11分)Tn=2-
2+n
2n

∴22013(2-T2013)=2015…(12分)

(3)由(1)可得Sn=

n
n+1

假设存在不同的正整数p,q使得S1,Sp,Sq成等比数列

sp2=s1sq

(

p
p+1
)2=
q
2(q+1)

q
2(q+1)
=
1
2
-
1
2(q+1)
1
2
(14分)

(

p
p+1
)2
1
2

化简可得,p2-2p-1<0

1-

2
<p<1+
2

∵p∈N*且p>1

∴p=2

q
2(q+1)
=
4
9

∴q=8

∴存在不同的正整数p=2,q=8使得S1,Sp,Sq成等比数列(16分)

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填空题