设数列{an}的各项都是正数,且对任意n∈N+,都有a13+a23+a33+…+an3=Sn2,其中Sn为数列{an}的前n项和.
(Ⅰ)求证:an2=2Sn-an;
(Ⅱ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅲ)设bn=3n+(-1)n-1λ•2an(λ为非零整数,n∈N*)试确定λ的值,使得对任意n∈N*,都有bn+1>bn成立.
(Ⅰ)由已知得,当n=1时,a13=S12=a12,
又∵an>0,∴a1=1
当n≥2时,a13+a23++an3=Sn2①
a13+a23++an-13=Sn-12②
由①-②得,an3=Sn2-Sn-12=(Sn-Sn-1)(Sn+Sn-1)=an(Sn+Sn-1)
∴an2=Sn+Sn-1=2Sn-an(n≥2)
显然当n=1时,a1=1适合上式.
故an2=2Sn-an(n∈N*)
(Ⅱ)由(I)得,an2=2Sn-an③
an-12=2Sn-1-an-1(n≥2)④
由③-④得,an2-an-12=2Sn-2Sn-1-an+an-1=an+an-1
∵an+an-1>0∴an-an-1=1(n≥2)
故数列an是首项为1,公差为1的等差数列.
∴an=n(n∈N*)
(III)∵an=n(n∈N*),∴bn=3n+(-1)n-1λ•2n
∴bn+1-bn=3n+1-3n+(-1)nλ•2n+1-(-1)n-1λ•2n=2×3n-3λ•(-1)n-1•2n
要使bn-1>bn恒成立,只须(-1)n-1 λ<(
)n-13 2
(1)当n为奇数时,即λ<(
)n-1恒成立,3 2
又(
)n-1的最小值为1,∴λ<13 2
(2)当为偶数时,即λ>(
)n-1恒成立,3 2
又-(
)n-1的最大值为-3 2
,3 2
∴λ>-
,∴由(1)(2)得-3 2
<λ<1,3 2
又λ=0且为整数,∴λ=-1对所有n∈N+,都有bn+1>bn成立.