题目内容

16.已知数列{an}为等差数列,a1=2,其前n和为Sn,数列{bn}为等比数列,且${a_1}{b_1}+{a_2}{b_2}+{a_3}{b_3}+…+{a_n}{b_n}=(n-1)•{2^{n+2}}+4$对任意的n∈N*恒成立.
(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)是否存在p,q∈N*,使得$2{({a_p})^5}-{b_q}=2016$成立,若存在,求出所有满足条件的p,q;若不存在,说明理由.

分析 (1)通过设数列{an}的公差为d、数列{bn}的公比为q,令n=1、2、3计算即得结论;
(2)通过假设存在p、q∈N*满足条件,利用(1)代入计算即得结论.

解答 解:(1)法1:设数列{an}的公差为d,数列{bn}的公比为q,
因为${a_1}{b_1}+{a_2}{b_2}+{a_3}{b_3}+…+{a_n}{b_n}=(n-1)•{2^{n+2}}+4(n∈{N^*})$,
令n=1,2,3分别得a1b1=4,a1b1+a2b2=20,a1b1+a2b2+a3b3=68,
又a1=2,
所以$\left\{{\begin{array}{l}{{a_1}=2,{b_1}=2}\\{{a_2}{b_2}=16}\\{{a_3}{b_3}=48}\end{array}}\right.$,即$\left\{{\begin{array}{l}{(2+d)(2q)=16}\\{(2+2d)(2{q^2})=48}\end{array}}\right.⇒3{d^2}-4d-4=0$,
得$\left\{{\begin{array}{l}{{d_1}=-\frac{2}{3}}\\{{q_1}=6}\end{array}}\right.$或$\left\{{\begin{array}{l}{{d_2}=2}\\{{q_2}=2}\end{array}}\right.$,
经检验d=2,q=2符合题意,$d=-\frac{2}{3},q=6$不合题意,舍去,
所以${a_n}=2n,{b_n}={2^n}$;
法2:因为${a_1}{b_1}+{a_2}{b_2}+{a_3}{b_3}+…+{a_n}{b_n}=(n-1)•{2^{n+2}}+4$①
对任意的n∈N*恒成立,
则${a_1}{b_1}+{a_2}{b_2}+{a_3}{b_3}+…+{a_{n-1}}{b_{n-1}}=(n-2)•{2^{n+1}}+4$(n≥2)②
①-②得${a_n}{b_n}=n•{2^{n+1}}(n≥2)$,
又a1b1=4,也符合上式,所
以${a_n}{b_n}=n•{2^{n+1}}(n∈{N^*})$,
由于{an}为等差数列,令an=kn+b,则${b_n}=\frac{{n•{2^{n+1}}}}{kn+b}$,
因{bn}为等比数列,则$\frac{b_n}{{{b_{n-1}}}}=\frac{2n[k(n-1)+b]}{(n-1)(kn+b)}=q$(为常数),
即(qk-2k)n2+(bq-kq-2b+2k)n-qb=0恒成立,
所以q=2,b=0,又a1=2,所以k=2,
故${a_n}=2n,{b_n}={2^n}$;
(2)结论:存在p=2、q=5满足题设条件;
理由如下:
假设存在p,q∈N*满足条件,
因为$2{({a_p})^5}-{b_q}=2016$,
则2(2p)5-2q=2016,化简得,2p5-63=2q-5,
由p∈N*得2p5-63为奇数,
所以2q-5为奇数,故q=5,
得2p5-63=1,p5=32,故p=2,
故p=2、q=5.

点评 本题考查数列的通项及前n项和,考查运算求解能力,注意解题方法的积累,属于中档题.

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