问题 解答题
已知以a1为首项的数列{an}满足:an+1=
an+can<3
an
d
an≥3

(1)当a1=1,c=1,d=3时,求数列{an}的通项公式
(2)当0<a1<1,c=1,d=3时,试用a1表示数列{an}的前100项的和S100
(3)当0<a1
1
m
(m是正整数),c=
1
m
,d≥3m时,求证:数列a2-
1
m
,a3m+2-
1
m
,a6m+2-
1
m
,a9m+2-
1
m
成等比数列当且仅当d=3m.
答案

(1)由题意得an=

1,n=3k-2
2,n=3k-1
3,n=3k
,(k∈Z+)

(2)当0<a1<1时,a2=a1+1,a3=a1+2,a4=a1+3,

a5=

a1
3
+1,a6=
a1
3
+2
a7=
a1
3
+3
a3k-1=
a1
33k-1
+1
a3k=
a1
33k-1
+2
a3k+1=
a1
33k-1
+3

∴S100=a1+(a2+a3+a4)+(a5+a6+a7)+…+(a98+a99+a100

=a1+(3a1+6)+(a1+6)+(

a1
3
+6)++(
a1
331
+6)

=a1+a1(3+1+

1
3
++
1
331
)+6×33

=

1
2
(11-
1
331
)a1+198

(3)当d=3m时,a2=a1+

1
m

a3m=a1+

3m-1
m
=a1-
1
m
+3<3<a1+3=a 3m+1

a3m+2=

a1
3m
+
1
m

a6m=

a1
3m
-
1
m
+3<3<
a1
3m
+3=a6m+1

a6m+2=

a1
9m2
+
1
m

a9m=

a1
9m2
-
1
m
+3<3<
a1
9m2
+3=a9m+1

a9m+2=

a1
27m3
+
1
m

a2-

1
m
=a1a3m+2-
1
m
=
a1
3m
a6m+2-
1
m
=
a1
9m2

a9m+2-

1
m
=
a1
27m3

综上所述,当d=3m时,数列a2-

1
m
a3m+2-
1
m
a6m+2-
1
m
a9m+2-
1
m

是公比为

1
3m
的等比数列

当d≥3m+1时,a3m+2=

a1+3
d
∈(0,
1
m
),

a6m+2=

a1+3
d
+3∈(3,3+
1
m
),

a6m+3=

a1+3
d
+3
d
∈(0,
1
m
),

a9m+2=

a1+3
d
+3
d
+
3m-1
m
∈(3-
1
m
,3),

由于a3m+2-

1
m
<0,a6m+2-
1
m
>0
a9m+2-
1
m
>0

故数列a2-

1
m
a3m+2-
1
m
a6m+2-
1
m
a9m+2-
1
m
,不是等比数列

所以,数列a2-

1
m
a3m+2-
1
m
a6m+2-
1
m
a9m+2-
1
m

成等比数列当且仅当d=3m

单项选择题
判断题