问题 解答题
已知数列{an}的通项公式为an=2+
4
3n-1
(n∈N*).
(1)求数列{an}的最大项;
(2)设bn=
an+p
an-2
,试确定实常数p,使得{bn}为等比数列;
(3)设m,n,p∈N*,m<n<p,问:数列{an}中是否存在三项am,an,ap,使数列am,an,ap是等差数列?如果存在,求出这三项;如果不存在,说明理由.
答案

解(1)由题意an=2+

4
3n-1
,随着n的增大而减小,所以{an}中的最大项为a1=4.

(2)bn=

2+
4
3n-1
+p
4
3n-1
=
(2+p)(3n-1)+4
4
=
(2+p)3n+(2-p)
4
,若{bn}为等比数列,

则b2n+1-bnbn+2=0(n∈N*)所以[(2+p)3n+1+(2-p)]2-[{2+p)3n+(2-p)][(2+p)3n+2+(2-p)]=0(n∈N*),

化简得(4-p2)(2•3n+1-3n+2-3n)=0即-(4-p2)•3n•4=0,解得p=±2.

反之,当p=2时,bn=3n,{bn}是等比数列;当p=-2时,bn=1,{bn}也是等比数列.

所以,当且仅当p=±2时{bn}为等比数列.

(3)因为am=2+

4
3m-1
an=2+
4
3n-1
ap=2+
4
3p-1

若存在三项am,an,ap,使数列am,an,ap是等差数列,则2an=am+ap

所以2(2+

4
3n-1
)=2+
4
3m-1
+2+
4
3p-1

化简得3n(2×3p-n-3p-m-1)=1+3p-m-2×3n-m(*),

因为m,n,p∈N*,m<n<p,

所以p-m≥p-n+1,p-m≥n-m+1,

所以3p-m≥3p-n+1=3×3p-n,3p-m≥3n-m+1=3×3n-m

(*)的左边≤3n(2×3p-n-3×3p-n-1)=3n(-3p-n-1)<0,

右边≥1+3×3n-m-2×3n-m=1+3n-m>0,所以(*)式不可能成立,

故数列{an}中不存在三项am,an,ap,使数列am,an,ap是等差数列.

填空题
问答题 简答题