题目内容
【题目】设数列
满足
,
,
.
(1)求证:数列
为等比数列;
(2)对于大于
的正整数
、
(其中
),若
、
、
三个数经适当排序后能构成等差数列,求符合条件的数组
;
(3)若数列
满足
,是否存在实数
,使得数列
是单调递增数列?若存在,求出
的取值范围;若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)
;(3)存在,且实数
的取值范围是
.
【解析】
(1)利用等比数列的定义结合数列
的递推公式证明出
为非零常数,即可证明出数列
为等比数列;
(2)由(1)中的结论求出等比数列
的通项公式,然后分
、
、
三种情况讨论,结合等比数列和指数运算可求出
、
的值,由此可得出结果;
(3)求得
,作差
,分
为奇数和偶数两种情况求解不等式
恒成立问题,利用参变量分离法求出实数
的取值范围.
(1)由
,
,
即
,又
,
数列
是以
为首项,
为公比的等比数列;
(2)由(1)知
,
、
、
这三项经适当排序后能构成等差数列,
①若
,则
,
,
又
,
,
;
②若
,则
,
,
左边为偶数,右边为奇数,
不成立;
③若
,同理也不成立.
综合①②③得,
;
(3)依题意
,
则
.
若
存在,则
对
恒成立.
①当
为奇数时,
,其中当
时,
,故
;
②当
为偶数时,
,其中当
时,
,故
.
综上所述,存在实数
,使得数列
是单调递增数列.
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