题目内容

如果数列{an}同时满足:(1)各项均为正数,(2)存在常数k,对任意n∈N*,an+12=anan+2+k都成立,那么,这样的数列{an}我们称之为“类等比数列”.由此各项均为正数的等比数列必定是“类等比数列”.问:
(1)若数列{an}为“类等比数列”,且k=(a2-a1)2,求证:a1、a2、a3成等差数列;
(2)若数列{an}为“类等比数列”,且k=0,a2、a4、a5成等差数列,求
a2
a1
的值;
(3)若数列{an}为“类等比数列”,且a1=a,a2=b(a、b为常数),是否存在常数λ,使得an+an+2=λan+1对任意n∈N*都成立?若存在,求出λ;若不存在,说明理由.
考点:类比推理
专题:新定义,推理和证明
分析:(1)由新定义可得,
a
2
n+1
=anan+2+(a2-a1)2,令n=1,注意到a1>0,化简运用等差数列的定义即可证明;
(2)运用等差数列和等比数列的通项公式和性质,即可求出公比;
(3)可从必要条件入手推出:存在常数λ=
a2+b2-k
ab
,使an+an+2=λan+1,再加以证明,注意根据新定义,推出,当n∈N*都有an+an+2=
a1+a3
a2
an+1
,由a1,a2,得到a3,从而得到λ=
a2+b2-k
ab
,结论成立.
解答: (1)证明:当k=(a2-a1)2时,在
a
2
n+1
=anan+2+k
中,令n=1得
a
2
2
=a1a3+(a2-a1)2
,
即a1a3-2a1a2+
a
2
1
=0
.
∵a1>0,∴a3-2a2+a1=0,即a2-a1=a3-a2•
故a1,a2,a3成等差数列;         
(2)解:当k=0时,
a
2
n+1
=anan+2
,
∵数列{an}的各项均为正数∴数列{an}是等比数列,
 设公比为q(q>0),
∵a2,a4,a5成等差数列,∴a2+a5=2a4,
即a1q+a1q4=2a1q3.∵a1>0,q>0,
∴q3-2q2+1=0,(q-1)(q2-q-1)=0,
解得q=1或q=
1±
5
2
(舍去负值).
∴
a2
a1
=q=1
或
a2
a1
=q=
1+
5
2
;
(3)存在常数λ=
a2+b2-k
ab
,使an+an+2=λan+1.
(或从必要条件入手a1+a3=λa2⇒λ=
a1+a3
a2
=
a1+
a22-k
a1
a2
=
a2+b2-k
ab
)
证明如下:∵
a
2
n+1
=anan+2+k
,∴
a
2
n
=an-1an+1+k,n≥2,n∈N*
,
∴
a
2
n+1
-
a
2
n
=anan+2-an-1an+1
,即
a
2
n+1
+an-1an+1=anan+2+
a
2
n
,
由于an>0,此等式两边同除以anan+1,得
an+an+2
an+1
=
an-1+an+1
an
,
∴
an+an+2
an+1
=
an-1+an+1
an
=…=
a1+a3
a2
,
即当n∈N*都有an+an+2=
a1+a3
a2
an+1
,
∴a1=a,a2=b,
a
2
n+1
=anan+2+k
,∴a3=
b2-k
a

∴
a1+a3
a2
=
a+
b2-k
a
b
=
a2+b2-k
ab
•

∴对任意n∈N*都有an+an+2=λan+1,
此时λ=
a2+b2-k
ab
.
点评:本题考查新定义及理解和运用,同时考查等差数列和等比数列的定义、通项和性质,正确理解定义是解决此类问题的关键.
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