又Sk+1=Sk+ak+1,所以+ak+1
将ak=a1+(k-1)d代入上式,
得(k+1)(a1+ak+1)=2ka1+k(k-1)d+2ak+1
整理得(k-1)ak+1=(k-1)a1+k(k-1)d
∵k≥2,∴ak+1=a1+[(k+1)-1]d.
即n=k+1时等式成立.
由①和②,等式对所有的自然数n成立,从而{an}是等差数列.
由题设,有,
75.解:证法一:令d=a2-a1,下面用数学归纳法证明an=a1+(n-1)d(n∈N*)
①当n=1时,上述等式为恒等式a1=a1,
当n=2时,a1+(2-1)d=a1+(a2-a1)=a2,等式成立.
②假设当n=k(k∈N,k≥2)时命题成立,即ak=a1+(k-1)d
故不存在常数C<0,使=lg(Sn+1-C).
评述:本题为综合题,以数列为核心知识,在考查等比数列基本知识的同时,考查不等式的证明和解方程,兼考对数的运算法则和对数函数的单调性,并且多角度、多层次考查数学思想方法的灵活、恰当的运用,提高对数学能力的考查要求.该题的解答方法很多,表明该题能较好考查灵活综合运用数学知识的能力.第(Ⅰ)问侧重知识和基本技能的考查,第(Ⅱ)问则把考查的重心放在能力要求上.对思维的逻辑性、周密性和深刻性;运算的合理性、准确性;应用的灵活性、有效性等,该题都涉及到了,是一道突出能力考查的好试题.
≥-2(Sn+1-C)=0
因为C>0,故⑤式右端非负,而由(Ⅰ)知,⑤式左端小于零,矛盾,
证法二:用反证法,假设存在常数C>0,使
①②③
④
由④得SnSn+2-Sn+12=C(Sn+Sn+2-2Sn+1 ⑤
根据平均值不等式及①、②、③、④知
Sn+Sn+2-2Sn+1=(Sn-C)+(Sn+2-C)-2(Sn+1-C)
使=lg(Sn+1-C)
因a1qn≠0,若条件①成立,故只能是a1-C(1-q)=0,即C=,此时因为C>0,a1>0,所以0<q<1,但是0<q<1时,Sn-<0,不满足条件②,即不存在常数C>0,使结论成立.
综合(?)、(?),同时满足条件①,②的常数C>0不存在,即不存在常数C>0,
证法一:要使=lg(Sn+1-C)成立,则有
①②
分两种情况讨论:
(?)当q=1时,
(Sn-C)(Sn+2-C)-(Sn+1-C)2=
(a1n-C)[a1(n+2)-C]-[a1(n+1)-C]2
=-a12<0
可知,不满足条件①,即不存在常数C>0,使结论成立.
(?)当q≠1时,
(Sn-C)(Sn+2-C)-(Sn+1-C)2