解答题已知数列{an}和{bn}满足:a1=λ,an+1=,bn=(-1)n(an-3n+9),其中λ为实数,n为正整数.
(1)若数列{an}前三项成等差数列,求λ的值;
(2)试判断数列{bn}是否为等比数列,并证明你的结论;
(3)设0<a<b,Sn为数列{bn}的前n项和.是否存在实数λ,使得对任意正整数n,都有a<Sn<b?若存在,求λ的取值范围;若不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)∵a1=λ,∴=,==.
∵数列{an}前三项成等差数列,∴2a2=a1+a3,
∴,解得λ=-6.
∴λ的值为-6.
(2)由(1)可知:若λ=-6,则an=-6+3(n-1)=3n-9,此时bn=0不是等比数列;
当λ≠-6时,an≠3n-9.
===-.
又b1=-(a1-3+9)=-λ-6≠0,
∴数列{bn}是以-λ-6为首项,为公比的等比数列.
(3)由(1)(2)可知:①当λ=-6时,bn=0,对于给定的0<a<b,对任意正整数n,0<a<Sn<b不成立.
②当λ≠-6时,假设存在实数λ,使得对任意正整数n,都有a<Sn<b成立.
由(2)可知:数列{bn}是以-λ-6为首项,为公比的等比数列,∴=.
∴Sn=(-λ-6)==.
当n→+∞时,→0.
当λ>-6时,Sn<0,此时对任意正整数n,a<Sn<b不成立.
当λ<-6时,n=2k(k∈N*)时,∵,∴0<;
n=2k-1(k∈N*)时,,∴.
∵<(-λ-6).
∴对于任意正整数n,.
∵设0<a<b,Sn为数列{bn}的前n项和,使得对任意正整数n,都有a<Sn<b.
∴必有,解得-6-b≤λ≤-3a-6..解析分析:(1)利用等差数列的定义及其通项公式即可得出;(2)由(1)可知:若λ=-6,数列{bn}不是等比数列;当λ≠-6时,利用递推关系可找出bn+1与bn的关系即可;(3)对λ分λ=-6与λ≠-6讨论,利用等比数列的前n项和公式即可得出.点评:数列掌握等差数列的定义及其通项公式、等比数列与等差数列的前n项和公式、分类讨论的思想方法、递推关系是解题的关键.