Question

【題目】定義：從數(shù)列{an}中抽取m（m∈N，m≥3）項(xiàng)按其在{an}中的次序排列形成一個(gè)新數(shù)列{bn}，則稱{bn}為{an}的子數(shù)列；若{bn}成等差（或等比），則稱{bn}為{an}的等差（或等比）子數(shù)列．

（1）記數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn，已知．

①求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式；

②數(shù)列{an}是否存在等差子數(shù)列，若存在，求出等差子數(shù)列；若不存在，請(qǐng)說明理由．

（2）已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an＝n+a（a∈Q+），證明：{an}存在等比子數(shù)列．

Answer 1

【答案】（1）①．②不存在等差子數(shù)列．見解析（2）見解析

【解析】

（1）①根據(jù)，當(dāng)n＝1時(shí)，，當(dāng)n≥2時(shí)，得到，兩式相減即可.②假設(shè)從數(shù)列{an}中抽3項(xiàng)ak，al，am（k＜l＜m）成等差，利用等差中項(xiàng)則2al＝ak+am，即2×2l﹣1＝2k﹣1+2m﹣1，

化簡(jiǎn)得：2×2l﹣k＝1+2m﹣k．再利用奇偶數(shù)判斷.如果從數(shù)列{an}中抽m（m∈N，m≥4）項(xiàng)，其前三項(xiàng)必成等差數(shù)列，不成立得證.

（2）假設(shè)數(shù)列{an}中存在3項(xiàng)n0+a，n0+a+k，n0+a+l（k＜l）成等比．設(shè)n0+a＝b，則b∈Q+，故可設(shè)（p與q是互質(zhì)的正整數(shù)）．根據(jù)等比中項(xiàng)，有，即．取k＝q，則l＝2k+pq．再論證（b+k）2=b（b+l）是否成立即可.

（1）①因?yàn)?/span>，所以當(dāng)n＝1時(shí)，，

當(dāng)n≥2時(shí)，，所以．

綜上可知：．

②假設(shè)從數(shù)列{an}中抽3項(xiàng)ak，al，am（k＜l＜m）成等差，

則2al＝ak+am，即2×2l﹣1＝2k﹣1+2m﹣1，

化簡(jiǎn)得：2×2l﹣k＝1+2m﹣k．

因?yàn)?/span>k＜l＜m，所以l﹣k＞0，m﹣k＞0，且l﹣k，m﹣k都是整數(shù)，

所以2×2l﹣k為偶數(shù)，1+2m﹣k為奇數(shù)，所以2×2l﹣k＝1+2m﹣k不成立．

因此，數(shù)列{an}不存在三項(xiàng)等差子數(shù)列．

若從數(shù)列{an}中抽m（m∈N，m≥4）項(xiàng)，其前三項(xiàng)必成等差數(shù)列，不成立．

綜上可知，數(shù)列{an}不存在等差子數(shù)列．

（2）假設(shè)數(shù)列{an}中存在3項(xiàng)n0+a，n0+a+k，n0+a+l（k＜l）成等比．

設(shè)n0+a＝b，則b∈Q+，故可設(shè)（p與q是互質(zhì)的正整數(shù)）．

則需滿足，

即需滿足（b+k）2＝b（b+l），則需滿足．

取k＝q，則l＝2k+pq．

此時(shí)，．

故此時(shí)（b+k）2＝b（b+l）成立．

因此數(shù)列{an}中存在3項(xiàng)n0+a，n0+a+k，n0+a+l（k＜l）成等比，

所以數(shù)列{an}存在等比子數(shù)列．