已知等差数列{log4(an-1)}(n∈N*),且a1=5,a3=65,函数f(x)=x2-4x+4,设数列{bn}的前n项和为Sn=f(n),
(1)求数列{an}与数列{bn}的通项公式;
(2)记数列cn=(an-1)?bn,且{cn}的前n项和为Tn,求Tn;
(3)设各项均不为零的数列{dn}中,所有满足dk?dk+1<0的整数k的个数称为这个数列的异号数,令dn=(n∈N*),试问数列{dn}是否存在异号数,若存在,请求出;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)设等差数列{log4(an-1)}的公差为d,
所以2log4(a2-1)=log4(a1-1)+log4(a3-1),
即2[log4(5-1)+d]=log4(5-1)+log4(65-1),
得d=1,所以log4(an-1)=1+(n-1)×1=n,得an=4n+1,
由Sn=f(n)=n2-4n+4=(n-2)2,
当n=1时,b1=S1=1,
当n≥2时,bn=Sn-Sn-1=(n-2)2-(n-3)2=2n-5,验证n=1时不满足此式,所以bn=
(2)由(1)可得,当n=1时,c1=4×1,
当n≥2时,cn=4n×(2n-5),
所以Tn=4×1+42×(-1)+43×1+44×3++4n×(2n-5),①
4Tn=42+43×(-1)+44×1+45×3++4n×(2n-7)+4n+1×(2n-5),②
①减去②得
-3Tn=-28+43×2+44×2+45×2++4n×2-4n+1×(2n-5)=-28+-4n+1×(2n-5),
故Tn=-+.
(3)由题意可得dn=,
因为d1=-3<0,d2=1+4=5>0,d3=-3<0,
所以k=1,k=2时都满足dk?dk+1<0,
当n≥3时,dn+1-dn=-=>0,
即当n≥3时,数列{dn}单调递增,
因为d4=-<0,由dn=1->0,n∈N*可得n≥5,
可知k=4时满足dk?dk+1<0,
综上可知数列{dn}中存在3个异号数.
解析分析:(1)由于已知等差数列{log4(an-1)}(n∈N*),且a1=5,a3=65,设等差数列{log4(an-1)}的公差为d,利用条件建立方程可以求得得an=4n+1,再有函数f(x)=x2-4x+4,设数列{bn}的前n项和为Sn=f(n),利用已知数列的前n项和求出通项即可;(2)有(1)可得c1=4×1,当n≥2时,cn=4n×(2n-5),利用错位相减法即可求数列cn=(an-1)?bn,且{cn}的前n项和为Tn;(3)由题意可得dn=,代入求的k=1,k=2时都满足dk?dk+1<0,当n≥3时,数列{dn}单调递增,利用单调性即可解的.
点评:此题考查了等差数列的通项公式.已知数列的前n项和求其通项,错位相减法求数列的前n项的和,有数列的通项分析该数列的单调性,及数列的函数特点,