问题 解答题
已知等差数列{an} 中,a3=7,a1+a2+a3=12,令bn=an•an+1,数列{
1
bn
}的前n项和为Tn
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求证:Tn
1
3

(3)是否存在正整数m,n,且1<m<n,使得T1,Tm,Tn成等比数列?若存在,求出m,n的值,若不存在,请说明理由.
答案

(1)设数列{an}的公差为d,由

a3=a1+2d=7
a1+a2+a3=3a1+3d=12
解得
a1=1
d=3
.∴an=1+(n-1)×3=3n-2.

(2)∵an=3n-2,an+1=3n+1,∴bn=an•an+1=(3n-2)(3n+1),

1
bn
=
1
(3n-2)(3n+1)
=
1
3
(
1
3n-2
-
1
3n+1
).

Tn=

1
3
(1-
1
3n+1
)<
1
3

(3)由(2)知,Tn=

n
3n+1
,∴T1=
1
4
Tm=
m
3m+1

∵T1,Tm,Tn成等比数列,∴(

m
3m+1
)2=
1
4
n
3n+1
,即
6m+1
m2
=
3n+4
n

当m=2时,

13
4
=
3n+4
n
,n=16,符合题意;

当m=3时,

19
9
=
3n+4
n
,n无正整数解;

当m=4时,

25
16
=
3n+4
n
,n无正整数解;

当m=5时,

31
25
=
3n+4
n
,n无正整数解;

当m=6时,

37
36
=
3n+4
n
,n无正整数解;

当m≥7时,m2-6m-1=(m-3)2-10>0,则

6m+1
m2
<1,而
3n+4
n
=3+
4
n
>3

所以,此时不存在正整数m,n,且1<m<n,使得T1,Tm,Tn成等比数列.

综上,存在正整数m=2,n=16,且1<m<n,使得T1,Tm,Tn成等比数列.

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