已知数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,数列{Sn+1}是公比为2的等比数列.
(I)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)数列{Sn}中是否存在不同的三项Sm,Sn,Sk,使得Sm,Sn,Sk为等差数列?若存在,请求出满足条件的一组m,n,k的值;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(I)S1=a1=1,S1+1=a1+1=2.
因为数列{Sn+1}是公比为2的等比数列,所以.
故.…(3分)
当n≥2时,,
当n=1时,经检验,也成立,
故.…(6分)
(Ⅱ)数列{Sn}中不存在不同的三项Sm,Sn,Sk,使得Sm,Sn,Sk为等差数列.…(7分)
理由如下:假设{Sn}中存在等差数列Sm,Sn,Sk,不失一般性,不妨设Sm<Sn<Sk,即m<n<k,
则2Sn=Sm+Sk,…(9分)
由(I),.
故2?2n-2=2m-1+2k-1,即2n+1=2m+2k,即2n+1-m=1+2k-m,
由m<n<k知,上式左边为偶数,右边为奇数,不可能相等.…(11分)
故假设错误,从而数列{Sn}中不存在不同的三项Sm,Sn,Sk,使得Sm,Sn,Sk为等差数列.…(12分)
解析分析:(I)根据数列{Sn+1}是公比为2的等比数列,可得,再写一式,两式相减,即可求数列{an}的通项公式;(Ⅱ)数列{Sn}中不存在不同的三项Sm,Sn,Sk,使得Sm,Sn,Sk为等差数列,利用反证法进行证明,可得2n+1-m=1+2k-m,由m<n<k知,上式左边为偶数,右边为奇数,不可能相等,故可得结论.
点评:本小题主要考查等差数列、等比数列、反证法等基础知识,考查运算求解能力、推理论证能力,考查分类与整合的思想.