(Ⅰ)证明:假设存在一个实数λ,使{an}是等比数列,则有a22=a1a3,即(λ-3)2=λ(λ-4)⇔λ2-4λ+9=λ2-4λ⇔9=0,矛盾.
所以{an}不是等比数列.
(Ⅱ)因为bn+1=(-1)n+1[an+1-3(n+1)+21]=(-1)n+1(an-2n+14)
=(-1)n•(an-3n+21)=-bn
又b1=-(λ+18),所以
当λ=-18,bn=0(n∈N+),此时{bn}不是等比数列:
当λ≠-18时,b1=(λ+18)≠0,由上可知bn≠0,
∴=-(n∈N+).
故当λ≠-18时,数列{bn}是以-(λ+18)为首项,-为公比的等比数列.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当λ=-18,bn=0,Sn=0,不满足题目要求.
∴λ≠-18,故知bn=-(λ+18)•(-)n-1,于是可得
Sn=-n |
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i=1 |
i4=n4+n4+n3-n,
要使a<Sn<b对任意正整数n成立,
即a<-(λ+18)•[1-(-)n]<b(n∈N+)
得<-(λ+18)<
令f(n)=1-(-)n,则①
当n为正奇数时,1<f(n)≤;当n为正偶数时,≤f(n)<1,
∴f(n)的最大值为f(1)=,f(n)的最小值为f(2)=,.
于是,由①式得a<-(λ+18)<b⇔-b-18<λ<-3a-18.
当a<b≤3a时,由-b-18≥=-3a-18,不存在实数满足题目要求;
当b>3a存在实数λ,使得对任意正整数n,都有a<Sn<b,且λ的取值范围是(-b-18,-3a-18)