题目内容
【题目】已知数列和满足:,,,且对一切,均有.
(1)求证:数列为等差数列,并求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和;
(3)设(),记数列的前n项和为,问:是否存在正整数,对一切,均有恒成立.若存在,求出所有正整数的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析; (2) (3)存在,2或3
【解析】
(1)原式两边同时除以再根据等差数列定义证明即可.
(2)代入(1)中求得的数列的通项公式,再利用数列前项积与通项的方法求解即可.
(3)根据(2)中的方法求得关于的解析式,再将代入,再根据正整数,分情况讨论的取值,将的关系式看成函数进行单调性的分析即可.
(1)证明:由,,两边除以,得
,即,
所以,数列为等差数列,所以,
(2)当时,由(1),
当时有,
当时有,,两式相除有.
当时, 也成立.故,
(3)由题,同(2)有.
又
因为对一切,均有恒成立,
所以当时,.
若,则,,故,故不成立.
若,,
故,,,,.
且当时,. .故成立.
若,则,故,,
,.
又当时, ,故,故成立.
若,则,
令,.
故在上是增函数,又.所以.
故,故不成立.
综上所述, 的取值为2或3;
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