题目内容
【题目】已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=2,anan+1=2(Sn+1) ().
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足b1=1,(,),求{bn}的前n项和Tn;
(3)若数列{cn}满足,(,),试问是否存在正整数p,q(其中1 < p < q),使c1,cp,cq成等比数列?若存在,求出所有满足条件的数组(p,q);若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2);(3)见解析.
【解析】试题分析:(1)由anan+1=2(Sn+1),可得an+1an+2=2(Sn+1+1),两式相减可得an+2an=2,讨论奇偶可得;(2),,利用裂项相消法可得结果;(3)假设存在正整数数对(p,q),使c1,cp,cq成等比数列,可得合题意,再证明p3时不合题意即可.
试题解析:(1)由题意anan+1=2(Sn+1), ①
an+1an+2=2(Sn+1+1), ②
由①②得到:an+1(an+2an)=2an+1, ③
因为an+1>0,则an+2an=2, ④
又a1=2,由④可知;a2=3,由④可知;
因此,.
(2)当n=1时
当时,
==
==;
则=.
(3)假设存在正整数数对(p,q),使c1,cp,cq成等比数列,即c1cq=cp2,
则lgc1+lgcq=2 lgc p成等差数列,于是,(*).
当时, ,此时,;
可知(p,q)=(2,3) 恰为方程(*)的一组解.
又当p3时,<0,故数列{}(p≥3)为递减数列.
于是=≤<0,所以此时方程(*)无正整数解.
综上,存在惟一正整数数对(p,q)=(2,3),使c1,cp,cq成等比数列.
【方法点晴】裂项相消法是最难把握的求和方法之一,其原因是有时很难找到裂项的方向,突破这一难点的方法是根据式子的结构特点,掌握一些常见的裂项技巧:①;②
;③;
④;此外,需注意裂项之后相消的过程中容易出现丢项或多项的问题,导致计算结果错误.