已知数列{an}的前三项与数列{bn}的前三项对应相同,且a1+2a2+22a3…+2n-1an=8n对任意的n∈N+都成立,数列{bn+1-bn}是等差数列.
(I)求数列{an}的通项公式;
(II)求数列{bn}的通项公式;
(III)问是否存在k∈N*,使f(k)=bk-ak∈(0,1)?并说明理由.
网友回答
解:(I)已知a1+2a2+22a3+…+2n-1an=8n(n∈N*)①
n≥2时,a1+2a2+22a3+…+2n-2an-1=8(n-1)(n∈N*)②
①-②得2n-1an=8,解得an=24-n,在①中令n=1,可得a1=8=24-1,
所以an=24-n(n∈N*)(4分)
(II)由题意b1=8,b2=4,b3=2,所以b2-b1=-4,b3-b2=-2,
∴数列{bn+1-bn}的公差为-2-(-4)=2,
∴bn+1-bn=-4+(n-1)×2=2n-6,
bn=b1+(b2-b1)+(b3-b2)+…+(bn-bn-1)
=8+(-4)+(-2)+…+(2n-8)=n2-7n+14(n∈N*)、(8分)
(III)bk-ak=k2-7k+14-24-k,当k≥4时,f(k)=(k-)2+-24-k单调递增,
且f(4)=1,所以k≥4时,f(k)=k2-7k+14-24-k≥1.
又f(1)=f(2)=f(3)=0,所以,不存在k∈N*,使得bk-ak∈(0,1).(12分)
解析分析:(I)利用a1+2a2+22a3+…+2n-1an=8n推出n-1时的表达式,然后作差求出数列{an}的通项公式,(II)利用数列{bn+1-bn}是等差数列利用累加法求出{bn}的通项公式;(III)化简bk-ak=k2-7k+14-24-k,通过k≥4时,f(k)=(k-)2+-24-k单调递增,且f(4)=1,所以k≥4时,f(k)≥1,结合f(1)=f(2)=f(3)=0,说明不存在k∈N*,使得bk-ak∈(0,1).
点评:本题主要考查等差关系的确定,等差数列、等比数列的通项公式,递推关系式的应用,二次函数的性质应用,数列与函数的关系,考查分析问题解决问题的能力,属于中档题.