问题 解答题
已知{an}是首项为2,公比为
1
2
的等比数列,Sn为它的前n项和.
(1)用Sn表示Sn+1
(2)是否存在自然数c和k,使得
Sk+1-c
Sk-c
>2
成立.
答案

解(1)由Sn=4(1-

1
2n
),得Sn+1=4(1-
1
2n+1
)=
1
2
Sn+2(n∈N)

(2)要使

Sk+1-c
Sk-c
>2,只要
c-(
3
2
Sk-2)
c-Sk
<0

因为Sk=4(1-

1
2k
)<4,所以Sk-(
3
2
Sk-2)=2-
1
2
Sk>0(k∈N)

故只要

3
2
Sk-2<c<Sk(k∈N).①

因为Sk+1>Sk(k∈N),所以

3
2
Sk-2≥
3
2
S1-2=1,

又Sk<4,故要使①成立,c只能取2或3.

当c=2时,因为S1=2,所以当k=1时,c<Sk不成立,从而①不成立.

因为

3
2
S2-2=
5
2
>c,由Sk<Sk+1(k∈N),得
3
2
Sk-2<
3
2
Sk+1-2
,所以当k≥2时,
3
2
Sk-2>c
,从而①不成立.

当c=3时,因为S1=2,S2=3,

所以当k=1,2时,c<Sk不成立,从而①不成立.

因为

3
2
S3-2=
13
4
>c,又
3
2
Sk-2<
3
2
Sk+1-2

所以当k≥3时,

3
2
Sk-2>c,从而①不成立.

故不存在自然数c、k,使

Sk+1-c
Sk-c
>2成立.

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