已知直角△ABC的三边长a,b,c,满足a≤b<c
(1)在a,b之间插入2011个数,使这2013个数构成以a为首项的等差数列{an },且它们的和为2013,求c的最小值;
(2)已知a,b,c均为正整数,且a,b,c成等差数列,将满足条件的三角形的面积从小到大排成一列S1,S2,S3,…Sn,且,求满足不等式的所有n的值;
(3)已知a,b,c成等比数列,若数列{Xn}满足(n∈N+),证明:数列{ }中的任意连续三项为边长均可以构成直角三角形,且Xn是正整数.
网友回答
(1)解:{an}是等差数列,∴,即a+b=2.
所以=,
所以c的最小值为;
(2)解:设a,b,c的公差为d(d∈Z),则a2+(a+d)2=(a+2d)2
∴a=3d.
设三角形的三边长为3d,4d,5d,面积,则,
T2n=-S1+S2-S3+…+S2n
=6[-12+22-32+42-…+(2n)2]
=6(1+2+3+4+…+2n)=12n2+6n.
由得,
当n≥5时,>,
经检验当n=2,3,4时,,当n=1时,.
综上所述,满足不等式的所有n的值为2、3、4.
(3)证明:因为a,b,c成等比数列,∴b2=ac.
由于a,b,c为直角三角形的三边长,知a2+ac=c2,∴,
又,得,
于是
=.
∴Xn+Xn+1=Xn+2,则有.
故数列{}中的任意连续三项为边长均可以构成直角三角形.
因为
,
,
?,
由Xn+Xn+1=Xn+2,同理可得,?Xn+2∈N*,
故对于任意的n∈N*都有Xn是正整数.
解析分析:(1)由等差数列的前2013项的和求出a+b的值,利用勾股定理写出c2=a2+b2,然后利用基本不等式求c的最小值;(2)设出三角形三边的公差,由勾股定理求得三边与公差的关系,把面积用公差表示,则Sn可求,把Sn代入T2n=-S1+S2-S3+…+S2n后,先裂项后利用等差数列求和公式求和,得到Tn后结合二项展开式的系数和取值验证求得满足不等式的所有n的值;(3)由a,b,c成等比数列,结合直角三角形中边的关系求出,代入后整理,进一步得到,由此可证数列{ }中的任意连续三项为边长均可以构成直角三角形,且Xn是正整数.
点评:本题以直角三角形边的关系为载体,考查了等差数列的前n项和公式,考查了利用基本不等式求最值,考查了用裂项法求数列的和,训练了利用二项展开式的二项式系数比较不等式的大小,此题综合性强,难度较大.