问题 解答题
已知数列{an}和{bn}满足:a1=λ,an+1=
2
3
ax
+n-4n,bn=(-1)n(an-3n+21),其中λ为实数,n为正整数.
(Ⅰ)证明:当λ≠-18时,数列{bn}是等比数列;
(Ⅱ)设Sn为数列{bn}的前n项和,是否存在实数λ,使得对任意正整数n,都有Sn>-12?若存在,求λ的取值范围;若不存在,说明理由.
答案

(Ⅰ)证明:假设存在一个实数,使{an}是等比数列,则有a22=a1a2,即

2
3
λ-3)2=λ(
4
9
λ-4)⇔
4
9
λ
2-4λ+9=
4
9
λ2-4λ⇔9=0
,矛盾.

所以{an}不是等比数列.

(Ⅱ)证明:∵bn+1=(-1)n+1[aa+1-3{n+1}+21]=(-1)n+1(

2
3
an-2n+14)

=-

2
3
(-1),(an-3n+21)=-
2
3
bn.

λ≠-18,∴b1=-(λ+18)≠0.

由上式知bn≠0,∴

bn+1
bn
=-
2
3
(n∈Nn),

故当λ≠-18,时,数列{bn}是以-(λ+18)为首项,-

2
3
为公比的等比数列.

(Ⅲ)当λ≠-18时,由(Ⅱ)得bn=-(λ+18)•(-

2
3
)n-1

于是Sn=-

3
5
(λ+18)•[1-(-
2
3
)n],

当λ=-18时,bn=0,从而Sn=0.上式仍成立.

要使对任意正整数n,都有Sn>-12.

-

3
5
(λ+18)•[1-(-
2
3
)n]>12⇔λ
20
1-(-
2
3
)
n
-18.

f(n)=1-(-

2
3
)n,则

当n为正奇数时,1<f(n)≤

5
3
:当n为正偶数时,
5
9
≤f(n)<1
,∴f(n)的最大值为f(1)=
5
3
.

于是可得λ<20×

3
5
-18=-6.

综上所述,存在实数λ,使得对任意正整数n,都有Sn>-12;λ的取值范围为(-∞,-6).

单项选择题
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