问题标题:
【数列满足,,λ为非零常数(1)是否存在实数λ,使得数列成为等差数列或者成为等比数列,若存在则找出所有的λ,并求出对应的通项公式;若不存在则说明理由;(2)当λ=1时,记,证明数列是】
问题描述:
数列满足,,λ为非零常数
(1)是否存在实数λ,使得数列成为等差数列或者成为等比数列,若存在则找出所有的λ,并求出对应的通项公式;若不存在则说明理由;
(2)当λ=1时,记,证明数列是等比数列;
(3)求数列的通项公式.____
孙继文回答:
【分析】(1)a1=2,a2=2λ+2,a3=λa2+4=2λ2+2λ+4.分两种情况讨论①数列{an}为等差数列,得λ2-λ+1=0由Δ=12-4=-3<0知方程无实根,故不存在实数λ,②若数列{an}为等比数列得(2+2λ)2=2(2λ2+2λ+4),解得λ=1,an+1=an+2n解得an=2n,故存在实数λ=1,使得数列{an}为等比数列.
(2)λ=1时由(1)可得,,容易证明
(3)①当λ=1时,转化为等比数列求解.②当λ=2时,构造等差数列{}求解.③当λ≠1且λ≠2时,构造等比数列{}求解.
(1))a1=2,a2=2λ+2,a3=λa2+4=2λ2+2λ+4
①若数列{an}为等差数列,则,
即,
得λ2-λ+1=0.
由Δ=1-4=-3<0知方程无实根,故不存在实数λ;
②若数列{an}为等比数列,则,
即(2+2λ)2=2(2λ2+2λ+4),解得λ=1,
则an+1=an+2n
a2=a1+2
a3=a2+4
…
an=an-1+
由累加法得:an=a_1+2+22+…+2n-1=2+2n-2
解得an=2n(n≥2)
显然,当n=1时也适合,故an=2n(n∈N*).
故存在实数λ=1,使得数列{an}为等比数列,其通项公式为an=2n
(2)λ=1时,由(1)可得,,
∴,
∴数列{bn}是等比数列;
(3))①当λ=1时,an=2n,
由等比数列的求和公式可得,
②当λ=2时,构造等差数列{}求解.
,
且,
∴是以1为首项,为公差的等差数列,
∴;
③当λ≠1且λ≠2时,构造等比数列求解.
,且,
则是以为首项,λ为公比的等比数列,
则,
即.
【点评】本题是一道数列综合题,情景熟悉,貌似简单,入手也不难,但综合程度之高令人叹为观止.无论是分类讨论的思想,还是反证推理、求数列通项和数列求和都考查得淋漓尽致,累加法和待定系数法求数列的通项、错位相减法和分组求和法求数列的前n项和,几乎数列的所有知识和方法都熔于一炉.
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