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{
(2)设方程x2-anx-an=0的另一个根为xn,数列{
(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. |
(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
∴
=-2…(2分)1 S1-1
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
-1,1 Sn-1-1
∴
-1 Sn-1
=-1,又1 Sn-1-1
=-2…(5分)1 S1-1
∴数列{
}是以-2为首项,-1为公差的等差数列 …(6分)1 Sn-1
(2)由(1)得,
=-2-(n-1)=-n-11 Sn-1
∴Sn-1=-
,带入方程得,(-1 n+1
)2-an(-1 n+1
)-an=0,∴an=1 n+1
,1 n(n+1)
∴原方程为x2-
x-1 n(n+1)
=0,1 n(n+1)
∴xn=
,1 n
∴
=1 2nxn
…(8分)1 n2n
∴Tn=
+1 1×21
+2 22
+…+3 23 n 2n
①
Tn=1 2
+1 22
+2 23
+…+3 24
②n 2n+1
①-②得
Tn=1 2
+1 2
+1 22
+…+1 23
-1 2n n 2n+1
=
-
(1-1 2
)1 2n 1- 1 2
=1-n 2n+1
…(11分)Tn=2-2+n 2n+1
,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
则sp2=s1•sq
即(
)2=p p+1 q 2(q+1)
∵
=q 2(q+1)
-1 2
<1 2(q+1)
(14分)1 2
∴(
)2<p p+1 1 2
化简可得,p2-2p-1<0
∴1-
<p<1+2 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)