题目内容

已知数列{an}的前三项分别为a1=5,a2=6,a3=8,且数列{an}的前n项和Sn满足Sn+m=(S2n+S2m)-(n-m)2,其中m,n为任意正整数.

(1)求数列{an}的通项公式及前n项和Sn;

(2)求满足-an+33=k2的所有正整数k,n.

 

(1)Sn=n2+3n+1,n∈N*(2)n=10,k=131.

【解析】(1)在等式Sm+n=(S2n+S2m)-(n-m)2中,分别令m=1,m=2,得

Sn+1=(S2n+S2)-(n-1)2,①

Sn+2= (S2n+S4)-(n-2)2,②

②-①,得an+2=2n-3+.(3分)

在等式Sn+m=(S2n+S2m)-(n-m2)中,令n=1,m=2,得S3=(S2+S4)-1,由题设知,S2=11,S3=19,故S4=29.

所以an+2=2n+6(n∈N*),即an=2n+2(n≥3,n∈N*).

又a2=6也适合上式,故an= (5分)

Sn=即Sn=n2+3n+1,n∈N*.(6分)

(2)记-an+33=k2(*).

n=1时,无正整数k满足等式(*).

n≥2时,等式(*)即为(n2+3n+1)2-3(n-10)=k2.(8分)

①当n=10时,k=131.(9分)

②当n>10时,则k<n2+3n+1,

又k2-(n2+3n)2=2n2+3n+31>0,所以k>n2+3n.

从而n2+3n<k<n2+3n+1.

又因为n,k∈N*,所以k不存在,从而无正整数k满足等式(*).(12分)

③当n<10时,则k>n2+3n+1,因为k∈N*,所以k≥n2+3n+2.

从而(n2+3n+1)2-3(n-10)≥(n2+3n+2)2.

即2n2+9n-27≤0.因为n∈N*,所以n=1或2.(14分)

n=1时,k2=52,无正整数解;

n=2时,k2=145,无正整数解.

综上所述,满足等式(*)的n,k分别为n=10,k=131.(16分)

 

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网