问题 解答题
已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S10=55,S20=210.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=
an
an+1
,是否存在m、k(k>m≥2,k,m∈N*),使得b1、bm、bk成等比数列.若存在,求出所有符合条件的m、k的值;若不存在,请说明理由.
答案

(1)设等差数列{an}的公差为d,则Sn=na1+

n(n-1)
2
d.(1分)

由已知,得

10a1+
10×9
2
d=55
20a1+
20×19
2
d=210.
(3分)

2a1+9d=11
2a1+19d=21.
解得
a1=1
d=1.
(5分)

所以an=a1+(n-1)d=n(n∈N*).(6分)

(2)假设存在m、k(k>m≥2,m,k∈N),使得b1、bm、bk成等比数列,

则bm2=b1bk.(7分)

因为bn=

an
an+1
=
n
n+1
,(8分)

所以b1=

1
2
bm=
m
m+1
bk=
k
k+1

所以(

m
m+1
)2=
1
2
×
k
k+1
.(9分)

整理,得k=

2m2
-m2+2m+1
.(10分)

因为k>0,所以-m2+2m+1>0.(11分)

解得1-

2
<m<1+
2
.(12分)

因为m≥2,m∈N*

所以m=2,此时k=8.

故存在m=2、k=8,使得b1、bm、bk成等比数列.(14分)

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