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- 2021-04-15 发布
星期四 (数列问题) 2017年____月____日
在正项数列{an}(n∈N*)中,Sn为{an}的前n项和,若点(an,Sn)在函数y=的图象上,其中c为正常数,且c≠1.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)是否存在正整数M,使得当n>M时,a1·a3·a5·…·a2n-1>a101恒成立?若存在,求出使结论成立的c的取值范围和相应的M的最小值;
(3)若存在一个等差数列{bn},对任意n∈N*,都有b1an+b2an-1+b3an-2+…
+bn-1a2+bna1=3n-n-1成立,求{bn}的通项公式及c的值.
解 (1)Sn=,n≥2时,
Sn-Sn-1=-.
an=,(c-1)an=an-1-an,can=an-1,=,
∴{an}是等比数列.
将(a1,S1)代入y=中,得a1=c,
故an=.
(2)由a1·a3·a5·…·a2n-1>a101得
c···…·>,
∴>.
若>1,即0<c<1时,n(n-2)>99,得n>11或n<-9(舍去).
若<1,即c>1时,n(n-2)<99,得-9<n<11.
不符合n>M时,a1·a3·a5·…·a2n-1>a101恒成立,
故舍去,
∴c的取值范围是(0,1),相应的M的最小值为11.
(3)由(1)知an=.由{bn}为等差数列,设bn=b1+(n-1)d.
b1an+b2an-1+b3an-2+…+bn-1a2+bna1=3n-n-1(n∈N*).①
当n=1时,b1c=3--1=.②
当n≥2时,b1an-1+b2an-2+b3an-3+…+bn-2a2+bn-1a1=3n-1-(n-1)-1.③
注意到b2-b1=b3-b2=…=bn-bn-1=d,
① -③得b1an+d(an-1+an-2+…+a2+a1)=3n-3n-1-,
② 将an=代入上式,
得b1+=2×3n-1-,
整理得+=2×3n-1-.④
∵④式对一切n(n≥2)恒成立,则必有
解得故bn=10n-9,c=.