问题 解答题

(1)等比数列{an}中,对任意n≥2,n∈N时都有an-1,an+1,an成等差,求公比q的值;

(2)设Sn是等比数列{an}的前n项和,当S3,S9,S6成等差时,是否有a2,a8,a5一定也成等差数列?说明理由;

(3)设等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn,是否存在正整数k,使Sm-k,Sm+k,Sm成等差且an-k,an+k,an也成等差,若存在,求出k与q满足的关系;若不存在,请说明理由.

答案

(1)当n≥2,n∈N时,an-1,an+1,an成等差,故有an-1+an=2an+1 ,1+q=2q2

解得q=1或q=-

1
2
.…5分

(2)当q=1时Sn=na1,显然3a1,9a1,6a1不是等差数列,

所以q≠1,Sn=

a1(1-qn)
1-q
.由S3,S9,S6成等差数列得
a1(1-q3)
1-q
+
a1(1-q6)
1-q
=2
a1(1-q9)
1-q

化简可得q3+q6=2q9,求得q3=-

1
2
 或q3=1(不合题意)所以q3=-
1
2

所以 1+q3=2q6a2+a2q3=2a2q6,a2+a5=2a8

即一定有a2,a8,a5成等差数列.…11分

(3)假设存在正整数k,使Sm-k,Sm+k,Sm成等差且an-k,an+k,an也成等差.

当q=1时Sn=na1,显然(m-k)a1,(m+k)a1,ma1不是等差数列,

所以q≠1,Sn=

a1(1-qn)
1-q
. …13分

由Sm-k,Sm+k,Sm成等差数列得

a1(1-qm-k)
1-q
+
a1(1-qm)
1-q
=2
a1(1-qm+k)
1-q

即 qm-k+qm=2qm+k ,即 1+qk=2q2k. 解得 qk=-

1
2
,或qk=1.…16分

当k为偶数时,q=-1,则有Sm-k=Sm+k=Sm且an-k=an+k=an

当k为奇数时,qk=-

1
2
;∴1+qk=2q2k,∴an-k+an-kqk=2an-kq2k

∴an-k+an=2an+k

综上所述,存在正整数k(k<m,k<n)满足题设,当k为偶数时,q=-1;当k为奇数时,qk=-

1
2
.…18分.

判断题
名词解释