题目内容
【题目】对于,若数列
满足
,则称这个数列为“K数列”.
(Ⅰ)已知数列:1,m+1,m2是“K数列”,求实数的取值范围;
(Ⅱ)是否存在首项为-1的等差数列为“K数列”,且其前n项和
满足
?若存在,求出
的通项公式;若不存在,请说明理由;
(Ⅲ)已知各项均为正整数的等比数列是“K数列”,数列
不是“K数列”,若
,试判断数列
是否为“K数列”,并说明理由.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)见解析;(Ⅲ)见解析.
【解析】试题分析:(Ⅰ)由题意得和
,即可求解实数
的取值范围;
(Ⅱ)设公差为,则
,得
对
均成立,即
,即可得到结论;
(Ⅲ)设数列的公比为
,因为
的每一项均为正整数,且
,得到
,且
,得到“
”和“
”为最小项,又由又因为
不是“K数列”, 且“
”为最小项,得出
,所以
或
,分类讨论即可得到结论.
试题解析:(Ⅰ)由题意得,
,②
解①得 ;
解②得 或
所以,故实数
的取值范围是
.
(Ⅱ)假设存在等差数列符合要求,设公差为
,则
,
由 ,得
,
由题意,得对
均成立,
即.
当时,
;
当时,
,
因为,
所以,与
矛盾,
故这样的等差数列不存在.
(Ⅲ)设数列的公比为
,则
,
因为的每一项均为正整数,且
,
所以,且
.
因为,
所以在中,“
”为最小项.
同理,在中,“
”为最小项.
由为“K数列”,只需
, 即
,
又因为不是“K数列”, 且“
”为最小项,所以
, 即
,
由数列的每一项均为正整数,可得
,
所以或
.
当时,
, 则
,
令,则
,
又
,
所以为递增数列,即
,
所以.
因为,
所以对任意的,都有
,
即数列为“K数列”.
当时,
,则
.因为
,
所以数列不是“K数列”.
综上:当时,数列
为“K数列”,
当时,数列
不是“K数列” .
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