问题 解答题
已知数列{an}中,a2=a(a为非零常数),其前n项和Sn满足:Sn=
n(an-a1)
2
(n∈N*)

(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若a=2,且
1
4
am2-Sn=11,求m、n的值;
(3)是否存在实数a、b,使得对任意正整数p,数列{an}中满足an+b≤p的最大项恰为第3p-2项?若存在,分别求出a与b的取值范围;若不存在,请说明理由.
答案

(1)由已知,得a1=S1=

(a1-a1)
2
=0,∴Sn=
nan
2

则有Sn+1=

(n+1)an+1
2

∴2(Sn+1-Sn)=(n+1)an+1-nan,即(n-1)an+1=nan  n∈N*,

∴nan+2=(n+1)an+1

两式相减得,2an+1=an+2+an   n∈N*,

即an+1-an+1=an+1-an    n∈N*,

故数列{an}是等差数列.

又a1=0,a2=a,∴an=(n-1)a.

(2)若a=2,则an=2(n-1),∴Sn=n(n-1).

1
4
a2m
-Sn=11,得n2-n+11=(m-1)2,即4(m-1)2-(2n-1)2=43,

∴(2m+2n-3)(2m-2n-1)=43.

∵43是质数,2m+2n-3>2m-2n-1,2m+2n-3>0,

2m-2n-1=1
2m+2n-3=43
,解得m=12,n=11.

(3)由an+b≤p,得a(n-1)+b≤p.

若a<0,则n≥

p-b
a
+1,不合题意,舍去;     

若a>0,则n≤

p-b
a
+1.∵不等式an+b≤p成立的最大正整数解为3p-2,

∴3p-2≤

p-b
a
+1<3p-1,

即2a-b<(3a-1)p≤3a-b,对任意正整数p都成立.

∴3a-1=0,解得a=

1
3

此时,

2
3
-b<0≤1-b,解得
2
3
<b≤1.

故存在实数a、b满足条件,a与b的取值范围是a=

1
3
2
3
<b≤1.

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