已知数列{an}和{bn}满足:a1=λ,an+1=
(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. |
(Ⅰ)证明:假设存在一个实数,使{an}是等比数列,则有a22=a1a2,即
(
λ-3)2=λ(2 3
λ-4)⇔4 9
λ2-4λ+9=4 9
λ2-4λ⇔9=0,矛盾.4 9
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(
an-2n+14)2 3
=-
(-1),(an-3n+21)=-2 3
bn.2 3
λ≠-18,∴b1=-(λ+18)≠0.
由上式知bn≠0,∴
=-bn+1 bn
(n∈Nn),2 3
故当λ≠-18,时,数列{bn}是以-(λ+18)为首项,-
为公比的等比数列.2 3
(Ⅲ)当λ≠-18时,由(Ⅱ)得bn=-(λ+18)•(-
)n-1,2 3
于是Sn=-
(λ+18)•[1-(-3 5
)n],2 3
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.
即-
(λ+18)•[1-(-3 5
)n]>12⇔λ2 3
-18.20 1-(-
)n2 3
令f(n)=1-(-
)n,则2 3
当n为正奇数时,1<f(n)≤
:当n为正偶数时,5 3
≤f(n)<1,∴f(n)的最大值为f(1)=5 9
.5 3
于是可得λ<20×
-18=-6.3 5
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).