问题 解答题

已知等比数列{an}的公比为q,首项为a1,其前n项的和为Sn.数列{an2}的前n项的和为An,数列{(-1)n+1an}的前n项的和为Bn

(1)若A2=5,B2=-1,求{an}的通项公式;

(2)①当n为奇数时,比较BnSn与An的大小;

②当n为偶数时,若|q|≠1,问是否存在常数λ(与n无关),使得等式(Bn-λ)Sn+An=0恒成立,若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.

答案

(1)∵A2=5,B2=-1,

a21
+
a21
q2=5
a1-a1q=-1

a1=-2
q=
1
2
a1=1
q=2
(2分)

an=-(

1
2
)n-2,或an=2n-1.(4分)

(2)∵

an+12
an2
=(
an+1
an
)2=q2=常数,

(-1)n+2an+1
(-1)n+1an
=(-1)×
an+1
an
=-q=常数,

∴数列{an2},{(-1)n+1an}均为等比数列,

首项分别为a12,a1,公比分别为q2,-q.(6分)

①当n为奇数时,当q=1时,Sn=na1,An=na12,Bn=a1

∴BnSn=na12=An.当q=-1时,Sn=a1,An=na12,Bn=na1

∴BnSn=na12=An.(8分)

当q≠±1时,设n=2k-1(k∈N*),S2k-1=

a1(1-q2k-1)
1-q
A2k-1=
a21
[1-(q2)2k-1]
1-q2
=
a21
(1-q2k-1)(1+q2k-1)
1-q2
B2k-1=
a1[1-(-q)2k-1]
1+q
=
a1(1+q2k-1)
1+q

∴B2k-1S2k-1=A2k-1.综上所述,当n为奇数时,BnSn=An.(10分)

②当n为偶数时,存在常数λ=

2a1
1+q

使得等式(Bn-λ)Sn+An=0恒成立.(11分)

∵|q|≠1,∴Sn=

a1(1-qn)
1-q
An=
a12(1-q2n)
1-q2
Bn=
a1(1-qn)
1+q

∴(Bn-λ)Sn+An=[

a1(1-qn)
1+q
-λ]
a1(1-qn)
1-q
+
a12(1-q2n)
1-q2

=

a12(1-qn)2
1-q2
-
λa1(1-qn)
1-q
+
a12(1-q2n)
1-q2

=

2a12(1-qn)
1-q2
-
λa1(1-qn)
1-q

=

a1(1-qn)
1-q
(
2a1
1+q
-λ).(14分)

由题设,

a1(1-qn)
1-q
(
2a1
1+q
-λ)=0对所有的偶数n恒成立,

a1(1-qn)
1-q
≠0,∴λ=
2a1
1+q
.(16分)

∴存在常数λ=

2a1
1+q
,使得等式(Bn-λ)Sn+An=0恒成立.

单项选择题 A1/A2型题
选择题