题目内容
设数列
的前
项和为
,对任意的正整数
,都有
成立,记
。
(I)求数列
与数列
的通项公式;
(II)设数列
的前
项和为
,是否存在正整数
,使得
成立?若存在,找出一个正整数
;若不存在,请说明理由;
(III)记
,设数列
的前
项和为
,求证:对任意正整数
都有
;
解:(I)当
时,![]()
又![]()
![]()
∴数列
是首项为
,公比为
的等比数列,
∴
,
…………………………………3分
(II)不存在正整数
,使得
成立。
证明:由(I)知![]()
![]()
∴当n为偶数时,设![]()
∴![]()
当n为奇数时,设![]()
∴![]()
∴对于一切的正整数n,都有![]()
∴不存在正整数
,使得
成立。 …………………………………8分
(III)由
得
![]()
又
,
当
时,
,
当
时,
![]()
…………………………………14分
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