题目内容

已知数列{an}中,a1=0,an+1=
1+an
3-an
(n∈N*).
(1)求a2,a3,a4,a5的值,观察并归纳出这个数列的通项公式;
(2)是否存在不等于零的常数p,使{
1
an+p
}是等差数列,若存在,求出p的公差d的值,若不存在,请说明理由.
分析:(1)根据a1=0,an+1=
1+an
3-an
(n∈N*)求a2,a3,a4,a5的值,观察各项分子,分母的特点,于是可以写出通项公式an
(2)对于存在性问题,可先假设存在,即假设存在不等于零的常数p,使{
1
an+p
}是等差数列,再利用
1
an+p
+d=
da n+(1+pd)
a n+p
,是关于变量an的恒等式,求出q和p的值,若出现矛盾,则说明假设不成立,即不存在;否则存在.
解答:解:(1)a1=0,a2=
1+0
3-0
=
1
3
,a3=
1+
1
3
3-
1
3
=
1
2

a4=
3
5
,a5=
2
3
,…
观察并归纳出这个数列的通项公式an=
n-1
n+1

(2)设存在不等于零的常数p,使{
1
an+p
}是等差数列,
1
an+1+p
=
1
an+p
+d,
1
an+1+p
=
1
1+an
3-an
+p
=
3-a n
(1-p)a n+(3p+1)

1
an+p
+d=
da n+(1+pd)
a n+p

3-a n
(1-p)a n+(3p+1)
=
da n+(1+pd)
a n+p

化简得:(1+d-pd)an2+(d-2+4pd-p2d)an+(1+pd+3p2d)=0,
因为上式是关于变量an的恒等式,
1+d-pd=0
d-2+4pd-p 2d=0
1+pd+3p 2d=0

解得:
p=-1
d=-
1
2

∴存在不等于零的常数p=-1,使{
1
an+p
}是等差数列,且公差为-
1
2
点评:本题主要考查数列递推式和等差关系的确定等知识点,熟练掌握归纳法进行数学解题,本题难度一般.
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