设f(x)=x3,等差数列{an}中a3=7,a1+a2+a3=12,记Sn=f(
(Ⅰ)求{an}的通项公式和Sn; (Ⅱ)求证:Tn<
(Ⅲ)是否存在正整数m,n,且1<m<n,使得T1,Tm,Tn成等比数列?若存在,求出m,n的值,若不存在,说明理由. |
(Ⅰ)设数列{an}的公差为d,由a3=a1+2d=7,a1+a2+a3=3a1+3d=12.
解得a1=1,d=3∴an=3n-2
∵f(x)=x3∴Sn=f(
)=an+1=3n+1.3 an+1
(Ⅱ)bn=anSn=(3n-2)(3n+1)
∴
=1 bn
=1 (3n-2)(3n+1)
(1 3
-1 3n-2
)∴Tn=1 3n+1
(1-1 3
)<1 3n+1 1 3
(Ⅲ)由(2)知,Tn=
∴T1=n 3n+1
,Tm=1 4
,Tn=m 3m+1
∵T1,Tm,Tn成等比数列.n 3n+1
∴(
)2=m 3m+1 1 4
即n 3n+1
=6m+1 m2 3n+4 n
当m=1时,7=
,n=1,不合题意;当m=2时,3n+4 n
=13 4
,n=16,符合题意;3n+4 n
当m=3时,
=19 9
,n无正整数解;当m=4时,3n+4 n
=25 16
,n无正整数解;3n+4 n
当m=5时,
=31 25
,n无正整数解;当m=6时,3n+4 n
=37 36
,n无正整数解;3n+4 n
当m≥7时,m2-6m-1=(m-3)2-10>0,则
<1,而6m+1 m2
=3+3n+4 n
>3,4 n
所以,此时不存在正整数m,n,且1<m<n,使得T1,Tm,Tn成等比数列.
综上,存在正整数m=2,n=16,且1<m<n,使得T1,Tm,Tn成等比数列.