问题 解答题
已知数列{an}的前n项为和Sn,点(n,
Sn
n
)
在直线y=
1
2
x+
11
2
上.数列{bn}满足bn+2-2bn+1+bn=0(n∈N*),且b3=11,前9项和为153.
(Ⅰ)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(Ⅱ)设cn=
3
(2an-11)(2bn-1)
,数列{cn}的前n和为Tn,求使不等式Tn
k
57
对一切n∈N*都成立的最大正整数k的值.
(Ⅲ)设f(n)=
an(n=2l-1,l∈N*)
bn(n=2,l∈N*).
是否存在m∈N*,使得f(m+15)=5f(m)成立?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)由题意,得

Sn
n
=
1
2
n+
11
2
,即Sn=
1
2
n2+
11
2
n.

故当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(

1
2
n2+
11
2
n)-[
1
2
(n-1)2+
11
2
(n-1)]=n+5.

注意到n=1时,a1=S1=6,而当n=1时,n+5=6,

所以,an=n+5(n∈N*).

又bn+2-2bn+1+bn=0,即bn+2-bn+1=bn+1-bn(n∈N*),

所以{bn}为等差数列

于是

9(b3+b7)
2
=153.

b3=11,故b7=23,d=

23-11
7-3
=3.

因此,bn=b3+3(n-3)=3n+2,即bn=3n+2(n∈N*).

(Ⅱ)cn=

3
(2an-11)(2bn-1)
=
3
[2(n+5)-11][2(3n+2)-1]
=
1
(2n-1)(2n+1)
=
1
2
(
1
2n-1
-
1
2n+1
).

所以,Tn=c1+c2++cn=

1
2
[(1-
1
3
)+(
1
3
-
1
5
)+(
1
5
-
1
7
)++(
1
2n-1
-
1
2n+1
)]=
1
2
(1-
1
2n+1
)=
n
2n+1
.

由于Tn+1-Tn=

n+1
2n+3
-
n
2n+1
=
1
(2n+3)(2n+1)
>0,

因此Tn单调递增,故(Tn)min=

1
3
.

1
3
k
57
,得k<19,所以Kmax=18.

(Ⅲ)f(n)=

n+5(n=2l-1,l∈N*)
3n+2(n=2l,l∈N*).

①当m为奇数时,m+15为偶数.

此时f(m+15)=3(m+15)+2=3m+47,5f(m)=5(m+5)=5m+25,

所以3m+47=5m+25,m=11.

②当m为偶数时,m+15为奇数.

此时f(m+15)=m+15+5=m+20,5f(m)=5(3m+2)=15m+10,

所以m+20=15m+10,m=

5
7
N*(舍去).

综上,存在唯一正整数m=11,使得f(m+15)=5f(m)成立.

选择题
选择题