问题
解答题
已知数列{an}中,a2=1,前n项和为Sn,且Sn=
(1)求a1,a3; (2)求证:数列{an}为等差数列,并写出其通项公式; (3)设lgbn=
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答案
(1)令n=1,则a1=S1=
=0,1(a1-a1) 2
令n=3,则S3=
,即0+1+a3=3(a3-a1) 2
,解得a3=2; 3a3 2
(2)证明:由Sn=
,即Sn=n(an-a1) 2
①,得Sn+1=nan 2
②,(n+1)an+1 2
②-①,得(n-1)an+1=nan ③,
于是,nan+2=(n+1)an+1 ④,
③+④,得nan+2+nan=2nan+1,即an+2+an=2an+1,
又a1=0,a2=1,a2-a1=1,
所以数列{an}是以0为首项,1为公差的等差数列.
所以an=n-1.
(3)假设存在正整数数组(p,q),使b1,bp,bq成等比数列,
则lgb1,lgbp,lgbq成等差数列,
于是,
=2p 3p
+1 3
. q 3q
所以,q=3q(
-2p 3p
)(☆).易知(p,q)=(2,3)为方程(☆)的一组解. 1 3
当p≥3,且p∈N*时,
-2(p+1) 3p+1
=2p 3p
<0,2-4p 3p+1
故数列{
}(p≥3)为递减数列 2p 3p
于是
-2p 3p
≤1 3
-2×3 33
<0,所以此时方程(☆)无正整数解. 1 3
综上,存在唯一正整数数对(p,q)=(2,3),使b1,bp,bq成等比数列.