题目内容
【题目】各项均为正数的数列的前
项和为
,且对任意正整数
,都有
.
(1)求数列的通项公式;
(2)如果等比数列共有2016项,其首项与公比均为2,在数列
的每相邻两项
与
之间插入
个
后,得到一个新的数列
.求数列
中所有项的和;
(3)是否存在实数,使得存在
,使不等式
成立,若存在,求实数
的范围,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)
(3)存在,
【解析】
(1)运用数列的通项和前项和的关系,结合等差数列的定义和通项公式,即可得到;
(2)运用等比数列的求和公式和数列求和方法:分组求和,即可得到所求;
(3)运用参数分离可得,运用基本不等式和单调性,分别求出不等式左右两边的最值,即可得到所求范围.
解:(1)当时,由
得
,
当时,由
,
得
,
因数列的各项均为正数,所以
,
所以数列是首项与公差均为1的等差数列,
所以数列的通项公式为
.
(2)数列的通项公式为
.
数列中一共有
项,其所有项的和为
.
(3) 由得
,
,
记,
,
,
因为,当
取等号,所以
取不到
,
当时,
的最小值为
,
递减,
的最大值为
.
所以如果存在,使不等式
成立,
实数应满足
,即实数
的范围应为
.
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