问题
解答题
设数列{an}的通项公式为an=pn+q(n∈N*,P>0).数列{bn}定义如下:对于正整数m,bm是使得不等式an≥m成立的所有n中的最小值. (Ⅰ)若p=
(Ⅱ)若p=2,q=-1,求数列{bm}的前2m项和公式; (Ⅲ)是否存在p和q,使得bm=3m+2(m∈N*)?如果存在,求p和q的取值范围;如果不存在,请说明理由. |
答案
(Ⅰ)由题意,得an=
n-1 2
,1 3
解
n-1 2
≥3,得n≥1 3
.20 3
∴
n-1 2
≥3成立的所有n中的最小正整数为7,即b3=7.1 3
(Ⅱ)由题意,得an=2n-1,
对于正整数m,由an≥m,得n≥
.m+1 2
根据bm的定义可知
当m=2k-1时,bm=k(k∈N*);
当m=2k时,bm=k+1(k∈N*).
∴b1+b2+…+b2m=(b1+b3+…+b2m-1)+(b2+b4+…+b2m)=(1+2+3+…+m)+[2+3+4+…+(m+1)]=
+m(m+1) 2
=m2+2m.m(m+3) 2
(Ⅲ)假设存在p和q满足条件,由不等式pn+q≥m及p>0得n≥
.m-q p
∵bm=3m+2(m∈N*),根据bm的定义可知,对于任意的正整数m都有3m+1<
≤3m+2,m-q p
即-2p-q≤(3p-1)m<-p-q对任意的正整数m都成立.
当3p-1>0(或3p-1<0)时,得m<-
(或m≤-p+q 3p-1
),这与上述结论矛盾!2p+q 3p-1
当3p-1=0,即p=
时,得-1 3
-q≤0<-2 3
-q,1 3
解得-
≤q<-2 3
.(经检验符合题意)1 3
∴存在p和q,使得bm=3m+2(m∈N*);p和q的取值范围分别是p=
,-1 3
≤q<-2 3
.1 3