问题 解答题

设数列{an}的各项都是正数,且对任意n∈N*,都有a13+a23+a33+…+an3=Sn2,记Sn为数列{an}的前n项和.

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)若bn=3n+(-1)n-1λ•2an(λ为非零常数,n∈N*),问是否存在整数λ,使得对任意 n∈N*,都有bn+1>bn

答案

(1)在已知式中,当n=1时,a13=S12=a12

∵a1>0∴a1=1…(2分)

当n≥2时,a13+a23+a33+…+an3=Sn2①a13+a23+a33+…+an-13=Sn-12

①-②得,an3=Sn2-Sn-12=(Sn-Sn-1)(Sn+Sn-1

∵an>0∴an2=Sn+Sn-1=2Sn-an

∵a1=1适合上式…(4分)

当n≥2时,an-12=2Sn-1-an-1

③-④得:an2-an-12=2(Sn-Sn-1)-an+an-1=2an-an+an-1=an+an-1

∵an+an-1>0∴an-an-1=1

∴数列{an}是等差数列,首项为1,公差为1,可得an=n…(6分)

(2)假设存在整数λ,使得对任意 n∈N*,都有bn+1>bn

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

∴bn+1-bn=[3n+1+(-1)nλ•2n+1]-[3n+(-1)n-1λ•2n]=2•3n-3λ(-1)n-1•2n>0

(-1)n-1•λ<(

3
2
)n-1⑤…(8分)

当n=2k-1(k∈N*)时,⑤式即为λ<(

3
2
)2k-2

依题意,⑥式对k∈N*都成立,∴λ<1…(10分)

当n=2k(k∈N*)时,⑤式即为λ>-(

3
2
)2k-1

依题意,⑦式对k∈N*都成立,

λ>-

3
2
…(12分)

-

3
2
<λ<1,又λ≠0

∴存在整数λ=-1,使得对任意n∈N*,都有bn+1>bn…(14分)

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