题目内容

称满足以下两个条件的有穷数列阶“期待数列”:

;②.

(1)若等比数列阶“期待数列”,求公比q及的通项公式;

(2)若一个等差数列既是阶“期待数列”又是递增数列,求该数列的通项公式;

(3)记n阶“期待数列”的前k项和为

(i)求证:

(ii)若存在使,试问数列能否为n阶“期待数列”?若能,求出所有这样的数列;若不能,请说明理由.

 

【答案】

(1)

(2)

(3)(i)证明见解析;(ii)不能,证明见解析.

【解析】

试题分析:(1)数列中等比数列,因此是其前和,故利用前前项和公式,分进行讨论,可很快求出;(2)阶等差数列是递增数列,即公差,其和为0,故易知数列前面的项为负,后面的项为正,即前项为正,后项为正,因此有,这两式用基本量或直接相减可求得,因此通项公式可得;(3)(i)我们只要把数列中所有非负数项的和记为,所有负数项的记为,则不可能比小,同样不可能比大,即,得证;(ii)若,则一定有,且,若数列为n阶“期待数列”,设其前项和为,首先,而,因此,即,从而,于是,那么,矛盾出现了,故结论是否定的.

试题解析:(1)①若,由①得,,得,矛盾.     1分

,则由①=0,得,     3分

由②得

所以,.数列的通项公式是

            4分

(2)设等差数列的公差为>0.

,∴,∴

>0,由

由①、②得,     6分

两式相减得,,  ∴

,得

∴数列的通项公式是.  9分

(3)记中所有非负项的和为A,所有负数项的和为B,

,解得

(i),即.         12分

(ii)若存在,使,由前面的证明过程知:

,         14分

如果阶“期待数列”,

记数列的前项和为

则由(i)知,

,而

,从而

,         16分

不能同时成立,

所以,对于有穷数列,若存在使,则数列的和数列不能为阶“期待数列”.         18分

考点:(1)等比数列的前和公式与通项公式;(2)等差数列的前和公式与通项公式;(3)数列综合题.

 

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