题目内容

设等比数列的首项为,公比为(为正整数),且满足是与的等差中项;数列满足().

(Ⅰ)求数列的通项公式;

(Ⅱ)试确定的值,使得数列为等差数列;

(Ⅲ)当为等差数列时,对每个正整数,在与之间插入个2,得到一个新数列. 设是数列 的前项和,试求满足的所有正整数.

 

【答案】

(Ⅰ);(Ⅱ)时,数列为等差数列;(Ⅲ)

【解析】

试题分析:(Ⅰ)根据题意是与的等差中项,由等差中项不难得出三者的关系,又由为等比数列,回归基本量即可求出公比的值,就可求出的通项公式; (Ⅱ)由数列满足,可化简求得的表达式,即,由(Ⅱ)中所给条件为等差数列,可想到它的前三项一定符合等差数列的要求,即满足,可求出的值,这样得到的表达式,通过等差数列的定义对所求表达式进行验证,得出是一个等差数列; (Ⅲ)由题目在与之间插入个2,即和之间插入2k个2,这样不难发现这个数列的前三项均为2,这显然成立,推到一般情形去证明当时,等式左边,右边,化简得,可根据特点可令函数,可对其求导进行分析函数的单调性情况,发现最小值成立,从而就可得出符合题意的值.

试题解析:解:(Ⅰ)因为,所以,

解得(舍),则        3分

又,所以           5分

(Ⅱ)由,得,

所以,

则由,得          8分

而当时,,由(常数)知此时数列为等差数列    10分

(Ⅲ)因为,易知不合题意,适合题意    11分

当时,若后添入的数2,则一定不适合题意,从而必是数列中的

某一项,则,

所以,即      13分

记,则,

因为,

所以当时,,又,

从而,故在[3,递增.

则由知=0在[3,无解,

即都不合题意  15分

综上知,满足题意的正整数仅有m=2           16分

考点:1.等比数列的通项;2.等差数列的定义;3.函数的性质

 

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