解答题一个公差不为0的等差数列{an},首项为1,其第1、4、16项分别为正项等比数列

发布时间:2020-07-09 07:43:05

解答题一个公差不为0的等差数列{an},首项为1,其第1、4、16项分别为正项等比数列{bn},的第1、3、5项.
(1)求数列{an},与{bn}的通项公式;
(2)记数列{an},与{bn}的前n项和分别为Sn与Tn,试求正整数m,使得Sm=T12;
(3)求证:数列{bn}中任意三项都不能构成等差数列.

网友回答

解:(1)设数列{an}的公差为d,∴a4=a1+3d,a16=a1+15d
又b1=a1,b3=a4,b5=a16∴b32=b1b5
∴(a1+3d)2=a1(a1+15d),∴9a1d=9d2.∵d≠0,a1=d.
∴d=1,an=n.
又{bn}的公比为q,∴q2===4,而bn>0,∴q>0,∴q=2,
∴b=2n-1.
(2)∵Sm=,Tn=20+21+22+…+2n-1=2n-1
由Sm=T12,∴=212-1,∴m2+m-8190=0.
∴m=90,m=-91(舍),∴m=90.
(3)反证法:假设{bn}中存在三项bi,bj,bk(i<j<k)组成等差数列,∴2bj=bi+bk
∴2×2j-1=2i-1+2k-1,(※)∵i<j<k,∴j-i∈N*,k-i∈N*
∴2j-i+1=2k-i+1.∵2j-i+1是偶数,2k-i+1是奇数,∴等式(※)不成立.∴反设不真.
∴{bn}中不存在三项构成等差数列.解析分析:(1)因为数列{an}为等差数列,所以只需求出首项和公差,就可得到通项公式.同样,因为数列{bn}为等比数列,所以只需求出首项和公比,就可得到通项公式.把a1,a4,a16,都用a1,d表示,b1,b3,b5都用b1,q表示,因为{an},首项为1,其第1、4、16项分别为正项等比数列{bn},的第1、3、5项,可找到含a1,d,b1,q的几个等式,解出a1,d,b1,q即可(2)由(2)中所求的a1,d,b1,q的值,可求出数列{an},与{bn}的前n项和Sn与Tn,再令Sm=T12,解出m即可.(3)用反证法证明,先假设{bn}中存在三项bi,bj,bk(i<j<k)组成等差数列,根据假设求i,j,k的关系,得出不成立的结论,则假设不成立,命题的证.点评:本题考查了等差等比数列通项公式,前n项和的求法,以及反证法证明不等式,做题时要细心.
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