已知数列{an},{bn}满足bn=an+1-an其中n=1,2,3,….
(1)若bn=n且a1=1,求数列{an}的通项公式;
(2)若bn+1bn-1=bn(n≥2),且b1=1,b2=2时
①求数列{bn}的前6n项和;
②判断数列中任意一项的值是否会在该数列中出现无数次?若存在,求出a1满足的条件,若不存在,并说明理由.
网友回答
解:(1)当n≥2时,有an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=a1+b1+b2+…+bn-1…(3分)
=.…(4分)
又因为a1=1也满足上式,所以数列{an}的通项为.…(5分)
(2-①)解:因为bn+1bn-1=bn(n≥2),
所以,对任意的n∈N*有,
即数列{bn}各项的值重复出现,周期为6.…(8分)
又数列{bn}的前6项分别为,且这六个数的和为7.
设数列{bn}的前n项和为Sn,则,S6n=7n;?…(11分)
②解:设cn=a6n+i(n≥0),(其中i为常数且i∈{1,2,3,4,5,6}),所以cn+1-cn=a6n+6+i-a6n+i=b6n+i+b6n+i+1+b6n+i+2+b6n+i+3+b6n+i+4+b6n+i+5=7(n≥0)
所以数列{a6n+i}均为以7为公差的等差数列.…(13分)
设,
(其中n=6k+i(k≥0),i为{1,2,3,4,5,6}中的一个常数),
当时,对任意的n=6k+i有=;?????????????????…(15分)
当时,
=
(i)若,则对任意的k∈N有fk+1<fk,所以数列为单调减数列;
(ii)若,则对任意的k∈N有fk+1>fk,所以数列为单调增数列;
综上:设集合=,
当a1∈B时,数列中必有某数重复出现无数次.
当a1?B时,(i=1,2,3,4,5,6)均为单调数列,任意一个数在这6个数列中最多出现一次,所以数列中任意一项的值均未在该数列中重复出现无数次.…(18分)
解析分析:(1)利用叠加可得,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=a1+b1+b2+…+bn-1可求an,(2)①由bn+1bn-1=bn(n≥2),可有,即数列{bn},周期为6,数列{bn}的前6项分别为,且这六个数的和为7.从而可求前6n项的和②解:设cn=a6n+i(n≥0),则可得,cn+1-cn=7(n≥0)即数列{a6n+i}均为以7为公差的等差数列,设,分??有=;?当时?(i)若,可得fk+1<fk,即数列为单调减数列;(ii)若,则有fk+1>fk,即数列为单调增数列;设集合B=,通过检验a1与B的关系来判定
点评:本题主要考查了利用数列的递推公式求解数列的通项公式,数列单调性及数列的周期性的综合应用,试题的综合性较强,基本运算的量较大.