问题 解答题
已知数列{an}为各项均为正的等比数列,其公比为q.
(1)当q=
3
2
时,在数列{an}中:
①最多有几项在1~100之间?
②最多有几项是1~100之间的整数?
(2)当q>1时,在数列{an}中,最多有几项是100~1000之间的整数?(参考数据:lg3=0.477,lg2=0.301).
答案

(1)①不妨设a1≥1,设数列an有n项在1和100之间,则a1•(

3
2
)n-1≤100.所以,(
3
2
)n-1
≤100.

两边同取对数,得(n-1)(lg3-lg2)≤2.解之,得n≤12.37.

故n的最大值为12,即数列an中,最多有12项在1和100之间.(5分)

②不妨设1≤a1a1

3
2
a1•(
3
2
)2
<<a1•(
3
2
)n-1
≤100,其中a1a1
3
2
a1•(
3
2
)2
,,a1•(
3
2
)n-1
均为整数,所以a1为2n-1的倍数.所以3n-1≤100,所以n≤5.(8分)

又因为16,24,36,54,81是满足题设要求的5项.

所以,当q=

3
2
时,最多有5项是1和100之间的整数.(10分)

(2)设等比数列aqn-1满足100≤a<aq<<aqn-1≤1000,

其中a,aq,,aqn-1均为整数,n∈N*,q>1,显然,q必为有理数.(11分)

设q=

t
s
,t>s≥1,t与s互质,

因为aqn-1=a(

t
s
)n-1为整数,所以a是sn-1的倍数.(12分)

令t=s+1,于是数列满足100≤a<a•

s+1
s
<<a•(
s+1
s
)n-1
≤100.

如果s≥3,则1000≥a•(

s+1
s
)n-1≥(q+1)n-1≥4n-1,所以n≤5.

如果s=1,则1000≥a•2n-1≥100•2n-1,所以,n≤4.

如果s=2,则1000≥a•(

3
2
)n-1≥100•(
3
2
)n-1
,所以n≤6.(13分)

另一方面,数列128,192,288,432,648,972满足题设条件的6个数,

所以,当q>1时,最多有6项是100到1000之间的整数.(16分)

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