问题 解答题
已知数列{an}的前三项分别为a1=5,a2=6,a3=8,且数列{an}的前n项和Sn满足Sn+m=
1
2
(S2n+S2m)-(n-m)2
,其中m,n为任意正整数.
(1)求数列{an}的通项公式及前n项和Sn
(2)求满足Sn2-
3
2
an+33=k2
的所有正整数k,n.
答案

(1)在等式Sn+m=

1
2
(S2n+S2m)-(n-m)2中,

分别令m=1,m=2,得

Sn+1=

1
2
(S2n+S2)-(n-1)2,①

Sn+2=

1
2
(S2n+S4)-(n-2)2,②

②-①,得an+2=2n-3+

S4-S2
2

在等式Sn+m=

1
2
(S2n+S2m)-(n-m)2中,

令n=1,m=2,得

S3=

1
2
(S2+S4)-1,

由题设知,S2=11,S3=19,

故S4=29,

所以an+2=2n+6,(n∈N*),

即an=2n+2,(n≥3,n∈N*),

又a2=6也适合上式,

an=

5,n=1
2n+2,n≥2
,即Sn=n2+3n+1,n∈N*

(2)记Sn2-

3
2
an+33=k2,(*)

n=1时,无正整数k满足等式(*)

n≥2时,等式(*)即为(n2+3n+1)2-3(n-10)=k2

①当n=10时,k=131.

②当n>10时,则k<n2+3n+1,

∵k2-(n2+3n)2=2n2+3n+31>0,

∴k>n2+3n,

从而n2+3n<k<n2+3n+1,

∵n,k∈N*,∴k不存在,从而无正整数k满足等式(*).

③当n<10时,则k>n2+3n+1,

∵k∈N*,∴k≥n2+3n+2,

从而(n2+3n+1)2-3(n-10)≥(n2+3n+2)2

即2n2+9n-27≤0,

∵n∈N*,∴n=1或2.

n=1时,k2=52,无正整数解;

n=2时,k2=145,无正整数解.

综上所述,满足等式(*)的n,k分别为n=10,k=131.

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题