设数列{an}的前n项和为Sn,如果为常数,则称数列{an}为“科比数列”.
(1)等差数列{bn}的首项为1,公差不为零,若{bn}是“科比数列”,求{bn}的通项公式;
(2)数列{cn}的各项都是正数,前n项和为Sn,若C13+C23+C33+…Cn3=Sn2对任意n∈N*都成立,试推断数列{cn}是否为“科比数列”?并说明理由.
网友回答
解:(1)设等差数列{bn}的公差为d(d≠0),
,因为b1=1,
则,
即2+(n-1)d=4k+2k(2n-1)d.
整理得,(4k-1)dn+(2k-1)(2-d)=0.…(4分)
因为对任意正整数n上式恒成立,
则,
解得. …(6分)
故数列{bn}的通项公式是bn=2n-1.…(7分)
(2)由已知,当n=1时,c13=S12=c12.
因为c1>0,所以c1=1.??…(8分)
当n≥2时,c13+c23+c33+…+cn3=Sn2,
c13+c23+c33+…+cn-13=Sn-12.???
两式相减,得cn3=Sn2-Sn-12=(Sn-Sn-1)(Sn+Sn-1)=cn?(Sn+Sn-1).
因为cn>0,所以cn2=Sn+Sn-1=2Sn-cn.…(10分)
显然c1=1适合上式,
所以当n≥2时,cn-12=2Sn-1-cn-1.
于是cn2-cn-12=2(Sn-Sn-1)-cn+cn-1
=2cn-cn+cn-1=cn+cn-1.
因为cn+cn-1>0,则cn-cn-1=1,
所以数列{cn}是首项为1,公差为1的等差数列.
所以不为常数,
故数列{cn}不是“科比数列”.?…(14分)
解析分析:(1)设等差数列{bn}的公差为d(d≠0),,因为b1=1,所以(4k-1)dn+(2k-1)(2-d)=0.因为对任意正整数n上式恒成立,则,由此能求出数列{bn}的通项公式.(2)由已知,当n=1时,c13=S12=c12.因为c1>0,所以c1=1.当n≥2时,c13+c23+c33+…+cn3=Sn2,c13+c23+c33+…+cn-13=Sn-12.所以cn3=Sn2-Sn-12=(Sn-Sn-1)(Sn+Sn-1)=cn?(Sn+Sn-1).由此能推导出数列{cn}是首项为1,公差为1的等差数列.从而得到数列{cn}不是“科比数列”.
点评:本题首先考查等差数列、等比数列的基本量、通项,结合含两个变量的不等式的处理问题,对数学思维的要求比较高,要求学生理解“存在”、“恒成立”,以及运用一般与特殊的关系进行否定,本题有一定的探索性.综合性强,难度大,计算繁琐易出错.解题时要细心,注意培养计算能力.