问题
解答题
设无穷等差数列{an}的前n项和为Sn. (Ⅰ)若首项a1=
(Ⅱ)求所有的无穷等差数列{an},使得对于一切正整数k都有Sk2=(Sk)2成立. |
答案
(Ⅰ)∵首项a1=
,公差d=1.3 2
∴Sn=na1+
d=n(n-1) 2
n+3 2
=n(n-1) 2
n2+n,1 2
由Sk2=(Sk)2得
(k2)2+k2=(1 2
k2+k )2,1 2
即
k4- k3=0,1 4
∵k是正整数,∴k=4.…(5分)
(Ⅱ)设数列
的公差为d,a 2
则在Sk2=(Sk)2中分别取k=1,和k=2得
,S1=(S1)2 S4=(S2)2
即a1=a12,① 4a1+6d=(2a1+d)2,②
由①得a1=0或a1=1,
当a1=0时,代入②得d=0或d=6.若a1=0,d=0则本题成立;
若a1=0,d=6,则an=6(n-1),
由S3=18,(S3)2=324,S9=216知S9≠(S3)2,故所得数列不符合题意;
当a1=1时,代入②得4+6d=(2+d)2,
解得d=0或d=2.
若a=1,d=0则an=1,Sn=n从而Sk2=(Sk)2成立;
若a1=1,d=2,则an=2n-1,Sn=n2,
从而Sk2=(Sk)2成立.
综上所述,只有3个满足条件的无穷等差数列:
①an=0; ②an=1;③an=2n-1.