题目内容

用部分自然数构造如图的数表:用aij(i≥j)表示第i行第j个数(i,j∈N+),使得ai1=aij=i.每行中的其他各数分别等于其“肩膀”上的两个数之和.设第n(n∈N+)行中的各数之和为bn.
(1)写出b1,b2,b3,b4,并写出bn+1与bn的递推关系(不要求证明);
(2)令cn=bn+2,证明{cn}是等比数列,并求出{bn}的通项公式;
(3)数列{bn}中是否存在不同的三项bp,bq,br(p,q,r∈N+)恰好成等差数列?若存在,求出p,q,r的关系;若不存在,说明理由.
考点:数列的应用
专题:
分析:(1)利用数表,可求b1,b2,b3,b4,并且bn+1=a(n+1)1+a(n+1)2+…+a(n+1)(n+1)=2(an1+an2+…+ann)+2=2bn+2.
(2)由bn+1=2bn+2,可得bn+1+2=2(bn+2),从而{bn+2}是以b1+2=3为首项,2为公比的等比数列,即可求出{bn}的通项公式;
(3)设p>q>r,{bn}是递增数列,2bq=bp+br,由此能导出数列{bn}中不存在不同的三项bp,bq,br恰好成等差数列.
解答: (1)解:b1=1,b2=2+2=4,b3=3+4+3=10,b4=4+7+7+4=22,
bn+1=a(n+1)1+a(n+1)2+…+a(n+1)(n+1)=n+1+(an1+an2)+…+(an(n-1)ann)+n+1=2(an1+an2+…+ann)+2=2bn+2;
(2)证明:∵bn+1=2bn+2,
∴bn+1+2=2(bn+2)
∴{bn+2}是以b1+2=3为首项,2为公比的等比数列,
∵cn=bn+2,∴{cn}是等比数列,
∵bn+2=cn=3•2n-1,
∴bn=3•2n-1-2;
(3)解:若数列{bn}中存在不同的三项bp,bq,br(p,q,r∈N*)恰好成等差数列,
不妨设p>q>r,显然{bn}是递增数列,则2bq=bp+br(12分)
即2(3•2q-1-2)=(3•2p-1-2)+(3•2r-1-2),化简得:2•2q-r=2p-r+1(*)(14分)
由于p,q,r∈N*,且p>q>r,知q-r≥1,p-r≥2,
∴(*)式左边为偶数,右边为奇数,
故数列{bn}中不存在不同的三项bp,bq,br(p,q,r∈N*)恰好成等差数列.
点评:本题考查了等差数列和等比数列的基本性质和数列的递推公式,考查了学生的计算能力和对数列的综合掌握,解题时注意整体思想和转化思想的运用,属于中档题.
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