题目内容
【题目】对于任意
,若数列
满足
,则称这个数列为“K数列”.
(1)已知数列:1,
,
是“K数列”,求实数m的取值范围;
(2)是否存在首项为-1的无穷等差数列
为“K数列”,且其前n项和
满足:
,若存在,求出
的通项公式;若不存在,请说明理由;
(3)已知各项均为正整数的等比数列
(至少有4项)为“K数列”,数列
不是“K数列”,若
,是否存在
,使
为“K数列”?若存在,请求出,
若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)这样的等差数列
不存在,详见解析(3)答案不唯一,具体见解析
【解析】
(1)直接根据“K数列”的定义列出关于
的不等式求解即可.
(2) 假设存在等差数列
符合要求,设公差为d,再求得
,再利用
分析公差
满足的条件是否能够成立即可.
(3) 设数列
的公比为q,
,再根据等比数列
为“K数列”,数列
不是“K数列”求出前两项的关系,再根据前两项的关系分情况讨论是否能够满足
为“K数列”即可.
(1)由题意得
,①
,②
解①得
;解②得
或
.
所以
,故实数m的取值范围是
.
(2)假设存在等差数列
符合要求,设公差为d,则
,
由
,得
,
由题意,得
对
均成立,
即
.
①当
时,
;
②当
时,
,
因为
,
所以
,与
矛盾,
故这样的等差数列
不存在.
(3)设数列
的公比为q,则
,
因为
的每一项均为正整数,且
,
所以
,且
.
因为
,
所以在
中,“
”为最小项,
同理,在
中,
为最小项.
由
为“K数列”,只需
,即
,
又因为
不是“K数列”,且“
”为最小项,所以
,即
,
由数列
的每一项均为正整数,可得
,
所以
,
或
,
,
①当
,
时,
,则
,
令
,则
,
又
,
所以
为递增数列,即
,
所以
,
因为
,
所以对任意的
,都有
,
即数列
为“K数列”.
②当
,
时,
,则
.因为
,
所以数列
不是“K数列”.
综上:当
时,数列
为“K数列”,
当
时,数列
不是“K数列”.
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