问题 解答题
已知数列{an}是首项a1=
1
2
,公比为
1
2
的等比数列,sn为数列{an}的前n项和,又bn+5loglog2 (1-sn)=t,常数t∈N*,数列{Cn}满足cn=an×bn
(Ⅰ)若{cn}是递减数列,求t的最小值;
(Ⅱ)是否存在正整数k,使ck,ck+1,ck+2这三项按某种顺序排列后成等比数列?若存在,试求出k,t的值;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)由题意知,an=(

1
2
)n,∴Sn=
1
2
[1-(
1
2
)
n
]
1-
1
2
=1-(
1
2
)
n

∴bn=t-5log2(1-Sn)=t-5log2(

1
2
)n=5n+t,∴cn=(5n+t)(
1
2
)
n

∴{cn}是递减数列,

∴cn+1-cn=(

5n+5+t
2
-5n-t)(
1
2
)
n
<0恒成立,即t>-5n+5恒成立,

∴f(n)=-5n+5是递减函数,∴当n=1时f(n)取最大值0,

∴t>0,又t∈N*,∴tmin=1.                                   …(6分)

(Ⅱ)记5k+t=x,则ck=(5n+t)(

1
2
k=x(
1
2
k,且x∈N*

∴ck+1=(5k+5+t)(

1
2
k+1=(x+5)(
1
2
k+1,ck+2=(5k+10+t)(
1
2
k+2=(x+10)(
1
2
k+2

①若ck是等比中项,则由ck+1•ck+2=ck2得:

(x+5)(

1
2
k+1•(x+10)(
1
2
k+2=x2
1
2
k+2,化简得:7x2-15x-50=0,显然不成立.

②若ck+1是等比中项,则由ck•ck+2=ck+12得:

x(

1
2
k•(x+10)(
1
2
k+2=(x+5)2
1
2
2k+2,化简得:x(x+10)=(x+5)2,显然不成立.

③若ck+2是等比中项,则由ck•ck+1=ck+22得:

(x+5)(

1
2
k+1•x(
1
2
k=(x+10)2
1
2
2k+4,化简得:7x2+20x-100=0,

因为△=202+4×7×100=32×100不是完全平方数,因而x的值是无理数,与x∈N*矛盾.

综上:不存在k和t适合题意.…(12分)

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