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{
1
bn
}中能否挑出唯一的无穷等比数列,使它的各项和等于
1
S26
.若能的话,请写出这个数列的第一项和公比?若不能的话,请说明理由.
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+2
(n∈N)(2分)

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=

n+2
-
n+1

又a1=S1=

3
,所以an=
3
                   n=1
n+2
-
n+1
   n>1
(n∈N) (4分)

设{bn}的首项为b1,公比为q,则有

b1q+b1q3=90
b1+b1q2=30
(6分)

所以

b1=3
q=3
,所以bn=3n(n∈N)(8分)

(2)

1
bn
=(
1
3
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
S26
=
1
8
,(10分)

则有

(
1
3
)
p
1-(
1
3
)
k
=
1
8
,所以(
1
3
p=
1
8
[1-(
1
3
k],(12分)

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

1
S26
. (14分)

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

1
9
,公比为
1
9
,使它的各项和等于
1
S26
.(16分)

单项选择题
问答题