已知等差数列{an}的首项为a,公差为b,等比数列{bn}的首项为b,公比为a,其中a,b都是大于1
的正整数,且a1<b1,b2<a3.
(1)求a的值;
(2)若对于任意的n∈N+,总存在m∈N+,使得am+3=bn成立,求b的值;
(3)令Cn=an+1+bn,问数列{Cn}中是否存在连续三项成等比数列?若存在,求出所有成等比数列的连续三项;若不存在,请说明理由.在线课程解:(1)由已知,得an=a+(n-1)b,bn=b•an-1.由a1<b1,b2<a3,得a<b,ab<a+2b.
因a,b都为大于1的正整数,故a≥2.又b>a,故b≥3.
再由ab<a+2b,得(a-2)b<a.
由b>a,故(a-2)b<b,即(a-3)b<0.
由b≥3,故a-3<0,解得a<3.
于是2≤a<3,根据a∈N,可得a=2.
(2)由a=2,对于任意的n∈N*,均存在m∈N+,使得b(m-1)+5=b•2n-1,则b(2n-1-m+1)=5.
又b≥3,由数的整除性,得b是5的约数.
故2n-1-m+1=1,b=5.
所以b=5时,存在正自然数m=2n-1满足题意.
(3)设数列{Cn}中,Cn,Cn+1,Cn+2成等比数列,由Cn=2+nb+b•2n-1,(Cn+1)2=Cn•Cn+2,得(2+nb+b+b•2n)2=(2+nb+b•2n-1)(2+nb+2b+b•2n+1).
化简,得b=2n+(n-2)•b•2n-1.(※)
当n=1时,b=1时,等式(※)成立,而b≥3,不成立.
当n=2时,b=4时,等式(※)成立.
当n≥3时,b=2n+(n-2)•b•2n-1>(n-2)•b•2n-1≥4b,这与b≥3矛盾.
这时等式(※)不成立.
综上所述,当b≠4时,不存在连续三项成等比数列;当b=4时,数列{Cn}中的第二、三、四项成等比数列,这三项依次是18,30,50.
分析:(1)由题意知an=a+(n-1)b,bn=b•an-1.b≥3.a<3.再由2≤a<3,根据a∈N,可得a=2.
(2)由题意知b(2n-1-m+1)=5.再b≥3和数的整除性,可知b是5的约数.故2n-1-m+1=1,b=5.
(3)设数列{Cn}中,Cn,Cn+1,Cn+2成等比数列,由Cn=2+nb+b•2n-1,(Cn+1)2=Cn•Cn+2,得(2+nb+b+b•2n)2=(2+nb+b•2n-1)(2+nb+2b+b•2n+1).由此可以推出当b≠4时,不存在连续三项成等比数列;当b=4时,数列{Cn}中的第二、三、四项成等比数列,这三项依次是18,30,50.
点评:本题考查数列的综合运用,解题时要注意挖掘题设条件中的隐含条件.
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