问题
解答题
已知Sn是正数数列{an}的前n项和,S12,S22、…、Sn2…,是以3为首项,以1为公差的等差数列;数列{bn}为无穷等比数列,其前四项之和为120,第二项与第四项之和为90.(1)求an、bn;(2)从数列{
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答案
(1){Sn2}是以3为首项,以1为公差的等差数列;所以Sn2=3+(n-1)=n+2
因为an>0,所以Sn=
(n∈N)(2分)n+2
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=
-n+2 n+1
又a1=S1=
,所以an=3
(n∈N) (4分)
n=13
-n+2
n>1n+1
设{bn}的首项为b1,公比为q,则有
(6分)b1q+b1q3=90 b1+b1q2=30
所以
,所以bn=3n(n∈N)(8分)b1=3 q=3
(2)
=(1 bn
)n,设可以挑出一个无穷等比数列{cn},首项为c1=(1 3
)p,公比为(1 3
)k,(p、k∈N),它的各项和等于1 3
=1 S 26
,(10分)1 8
则有
=(
)p1 3 1-(
)k1 3
,所以(1 8
)p=1 3
[1-(1 8
)k],(12分)1 3
当p≥k时3p-3p-k=8,即3p-k(3k-1)=8,因为p、k∈N,所以只有p-k=0,k=2时,
即p=k=2时,数列{cn}的各项和为
. (14分)1 S 26
当p<k时,3k-1=8.3k-p,因为k>p右边含有3的因数,而左边非3的倍数,不存在p、k∈N,
所以唯一存在等比数列{cn},首项为
,公比为1 9
,使它的各项和等于1 9
.(16分)1 S 26