已知数列{an}的首项为1,对任意的n∈N*,定义bn=an+1-an.
(Ⅰ) 若bn=n+1,求a4;
(Ⅱ) 若bn+1bn-1=bn(n≥2),且b1=a,b2=b(ab≠0).
(ⅰ)当a=1,b=2时,求数列{bn}的前3n项和;
(ⅱ)当a=1时,求证:数列{an}中任意一项的值均不会在该数列中出现无数次.
(Ⅰ)由a1=1及bn=n+1,令n=1,得到a2=a1+b1=1+2=3,
令n=2,得到a3=a2+b2=3+3=6,
令n=4,得到a4=a3+b3=6+4=10;
(Ⅱ)(ⅰ)因为bn+1bn-1=bn(n≥2),
所以,对任意的n∈N*有bn+6=
=bn+5 bn+4
=1 bn+3
=bn,bn+1 bn+2
即数列{bn}各项的值重复出现,周期为6.(5分)
又数列{bn}的前6项分别为1,2,2,1,
,1 2
,且这六个数的和为7.1 2
设数列{bn}的前n项和为Sn,
则当n=2k(k∈N*)时,S3n=S6k=k(b1+b2+b3+b4+b5+b6)=7k,
当n=2k+1(k∈N*)时,S3n=S6k+3=k(b1+b2+b3+b4+b5+b6)+b6k+1+b6k+2+b6k+3=7k+b1+b2+b3=7k+5,(7分)
所以,当n为偶数时,S3n=
n;当n为奇数时,S3n=7 2
.(8分)7n+3 2
(ⅱ)证明:由(ⅰ)知:对任意的n∈N*有bn+6=bn,
又数列{bn}的前6项分别为1,b,b,1,
,1 b
,且这六个数的和为2b+1 b
+2.2 b
设cn=a6n+i(n≥0),(其中i为常数且i∈{1,2,3,4,5,6}),
所以cn+1-cn=a6n+6+i-a6n+i=b6n+i+1+b6n+i+2+b6n+i+3+b6n+i+4+b6n+i+5+b6n+i+6=2b+
+2.2 b
所以,数列{a6n+i}均为以2b+
+2为公差的等差数列.(10分)2 b
因为b>0时,2b+
+2>0,b<0时,2b+2 b
+2≤-2<0,(12分)2 b
所以{a6n+i}为公差不为零的等差数列,其中任何一项的值最多在该数列中出现一次.
所以数列{an}中任意一项的值最多在此数列中出现6次,即任意一项的值不会在此数列中重复出现无数次.(14分)