已知各項均為整數(shù)的數(shù)列{an}滿足:a9=-1,a13=4,且前12項依次成等差數(shù)列,從第11項起依次成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若存在正整數(shù)m、p使得:am+am+1+…+am+p=amam+1…am+p,請找出所有的有序數(shù)對(m,p),并證明你的結(jié)論.
分析:(1)各項均為整數(shù)的數(shù)列{an}滿足:a9=-1,a13=4,且前12項依次成等差數(shù)列,從第11項起依次成等比數(shù)列,列方程,分別求出等差數(shù)列的公差和等比數(shù)列的公比,即可求出數(shù)列{an}的通項公式;(2)根據(jù)(1)得出數(shù)列{an}為:-9,-8,-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,4,8,16,…,分類討論當(dāng)am,am+1,…,am+p均為負(fù)數(shù)和當(dāng)am,am+1,…,am+p均為正數(shù),
可得am+am+1+…+am+p=0,根據(jù)負(fù)數(shù)項只有九項,我們按負(fù)數(shù)項分類:即可求得結(jié)果.
解答:解:(1)設(shè)由前12項構(gòu)成的等差數(shù)列的公差為d,從第11項起構(gòu)成的等比數(shù)列的公比為q,
a13=
a122
a11
=
(-1+3d)2
-1+2d
=4
,可得
q=2
d=1
,或
q=6
d=
5
9

又?jǐn)?shù)列{an}各項均為整數(shù),故
q=2
d=1
;  所以,an=
n-10 n≤12
2n-11,n≥13
n∈N*

(2)數(shù)列{an}為:-9,-8,-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,4,8,16,…
當(dāng)am,am+1,…,am+p均為負(fù)數(shù)時,
顯然am+am+1+…+am+p<0,所以amam+1…am+p<0,即am,am+1,…,am+p共有奇數(shù)項,即p為偶數(shù);
又最多有9個負(fù)數(shù)項,所以p≤8,p=2時,經(jīng)驗算只有(-3)+(-2)+(-1)=(-3)•(-2)•(-1)符合,
此時m=7;p=4,6,8時,經(jīng)驗算沒有一個符合;
故當(dāng)am,am+1,…,am+p均為負(fù)數(shù)時,存在有序數(shù)對(7,2)符合要求.
當(dāng)am,am+1,…,am+p均為正數(shù)時,m≥11且m∈N*,
am+am+1+…+am+p=2m-11+2m-10+…+2m+p-11=2m-11(1+2+…+2p)=2m-11(2p+1-1)amam+1am+p=2m-112m-102m+p-11=(2m-11)p21+2+…+p=(2m-11)p2
(p+1)p
2

因為2p+1-1是比1大的奇數(shù),所以am+am+1+…+am+p能被某個大于1的奇數(shù)(2p+1-1)整除,
(2m-11)p2
(p+1)p
2
不存在大于1的奇約數(shù),故am+am+1+…+am+p≠amam+1…am+p;
故當(dāng)am,am+1,…,am+p均為正數(shù)時,不存在符合要求有序數(shù)對;   
當(dāng)am,am+1,…,am+p中既有正數(shù)又有負(fù)數(shù),即am,am+1,…,am+p中含有0時,
有amam+1…am+p=0,所以am+am+1+…+am+p=0,
因為負(fù)數(shù)項只有九項,我們按負(fù)數(shù)項分類:
含1個負(fù)數(shù)項時,-1,0,1,符合,此時m=9,p=2;
含2個負(fù)數(shù)項時,-2,-1,0,1,2,符合,此時m=8,p=4;
含3個或4個負(fù)數(shù)項時,經(jīng)驗算不存在符合要求的;
含5個負(fù)數(shù)項時,-5,-4,-3-2,-1,0,1,2,4,8,符合,此時m=5,p=9;
含6個及6個以上負(fù)數(shù)項時,經(jīng)驗算不存在符合要求的;
故當(dāng)am,am+1,…,am+p中既有正數(shù)又有負(fù)數(shù)時,存在三組有序數(shù)對(9,2),(8,4),(5,9)符合要求;
綜上,存在四組有序數(shù)對(9,2),(8,4),(5,9),(7,2)符合要求.
點評:本題是難題,考查等比數(shù)列和等差數(shù)列的綜合問題,考查分析問題解決問題的能力和運(yùn)算能力,體現(xiàn)了分類討論的數(shù)學(xué)思想方法.
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(14分)設(shè)各項均為正數(shù)的數(shù)列的前n項和為,已知,數(shù)

是公差為的等差數(shù)列。

(1)求數(shù)列的通項公式(用表示);

(2)設(shè)為實數(shù),對滿足的任意正整數(shù),不等式都成立。求證:的最大值為。

 

 

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