题目内容
【题目】设数列{an}为等比数列,数列{bn}满足bn=na1+(n﹣1)a2+…+2an﹣1+an , n∈N* , 已知b1=m, ,其中m≠0.
(1)求数列{an}的首项和公比;
(2)当m=1时,求bn;
(3)设Sn为数列{an}的前n项和,若对于任意的正整数n,都有Sn∈[1,3],求实数m的取值范围.
【答案】
(1)解:由已知b1=a1,
所以a1=m
b2=2a1+a2,
所以 ,
解得 ,
所以数列{an}的公比 .
(2)解:当m=1时, ,
bn=na1+(n﹣1)a2++2an﹣1+an①,
②,
②﹣①得
所以 ,
(3)解:
因为 ,
所以,由Sn∈[1,3]得
,
注意到,当n为奇数时 ,
当n为偶数时 ,
所以 最大值为 ,最小值为 .
对于任意的正整数n都有 ,
所以 ,2≤m≤3.
即所求实数m的取值范围是{m|2≤m≤3}.
【解析】(1)由已知中数列{an}为等比数列,我们只要根据bn=na1+(n﹣1)a2+…+2an﹣1+an , n∈N* , 已知b1=m, ,求出a1 , a2然后根据公比的定义,即可求出数列{an}的首项和公比.(2)当m=1时,结合(1)的结论,我们不难给出数列{an}的通项公式,并由bn=na1+(n﹣1)a2+…+2an﹣1+an , n∈N*给出bn的表达式,利用错位相消法,我们可以对其进行化简,并求出bn;(3)由Sn为数列{an}的前n项和,及(1)的结论,我们可以给出Sn的表达式,再由Sn∈[1,3],我们可以构造一个关于m的不等式,解不等式,即可得到实数m的取值范围.在解答过程中要注意对n的分类讨论.
【考点精析】本题主要考查了等比数列的定义和数列的前n项和的相关知识点,需要掌握如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数列;数列{an}的前n项和sn与通项an的关系才能正确解答此题.